この問題は、情報理論における「符号化」と「情報量」の概念、特に「ハフマン符号」の原理に基づいています。メッセージをビット列に符号化する際に、出現頻度の高い文字には短いビット列を、出現頻度の低い文字には長いビット列を割り当てることで、全体のビット列の長さを最小限に抑えることができます。これは、各文字の「情報量」がその出現確率の対数に反比例することを利用しています。
令和2年度 秋期 プロジェクトマネージャ 午前I 問2
a, b, c, d の4文字から成るメッセージを符号化してビット列にする方法として表のア~エの4通りを考えた。この表はa, b, c, dの各1文字を符号化するときのビット列を表している。メッセージ中でのa, b, c, dの出現頻度は,それぞれ50%, 30%, 10%, 10%であることが分かっている。符号化されたビット列から元のメッセージが一意に復号可能であって、ビット列の長さが最も短くなるものはどれか。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
まず、正解であるウが最もビット列の長さが短くなる理由を説明します。aは50%と最も出現頻度が高く、ウでは「0」という最も短いビット列が割り当てられています。次いでbが30%と頻度が高く、「10」という比較的短いビット列です。cとdは10%と最も出現頻度が低く、それぞれ「110」「111」と長いビット列が割り当てられています。この頻度に応じたビット列の割り当てが、全体のビット列の期待長を最小化します。
他の選択肢が不適切な理由を検討します。アは、aに「00」、bに「01」、cに「10」、dに「11」と、各文字に同じ長さのビット列を割り当てています。これは、文字の出現頻度を考慮しておらず、情報量の削減効果がありません。イは、aに「0」、bに「10」、cに「110」、dに「111」と、ウと同様の頻度に基づく割り当てに見えますが、詳細なビット列の組み合わせが異なり、期待長がウよりも長くなる可能性があります。エは、aに「00」、bに「10」、cに「110」、dに「111」と、aの割り当てが最適ではなく、全体としてビット列の長さが短くなる最適解から外れています。
このように、各文字の出現頻度と割り当てられたビット列の長さのバランスが、符号化されたビット列の全長を決定する上で重要となります。
この解説は AI 生成です(詳細)
解説テキストは Google Gemini に IPA 公式の問題文・公式解答を入力して生成しました。 人間によるレビューを行ったものと、未レビューのものが混在します。
AI は事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があります。 重要な判断は必ず IPA 公式 PDF または最新の参考書でご確認ください。
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