平成２４年度 春期 基本情報技術者試験 問１−２０ 解答編



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基本情報

（基本情報技術者試験）

の解答と解説のページです。

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問１ 次の１０進小数のうち、８進数に変換したときに有限小数になるものはどれか。
ア ０．２
イ ０．４
ウ ０．５
エ ０．８
解答 ウ
解説 まず、２進数３桁を１桁にまとめたものが８進数で、２進数４桁を１桁にまとめたものが１６進数です。よって、２進数で表現できるものは、必ず８進数、１６進数でも表現できます。逆に８進数、１６進数で表現で表現できるものは、必ず２進数で表現できます。

次に、１０進数との関係を考えます。
２進数を１０進数に変換することを考えると、２-1、２-2・・・２-nのようになっているので、これらの和で表現できます。よって、２進数で表現できることは１０進数で表現できます。

しかし、１０進数の０．３のようなものは、２-1＝０．５と２-2＝０．２５の間にあるので、厳密な表現はできないということがわかります。
問２ 非負の２進数ｂ1ｂ2・・・ｂnを３倍したものはどれか。
ア ｂ1ｂ2・・・ｂn０＋ｂ1ｂ2・・・ｂn
イ ｂ1ｂ2・・・ｂn００−１
ウ ｂ1ｂ2・・・ｂn０００
エ ｂ1ｂ2・・・ｂn１
解答 ア
解説 まず、２進数で１ビット左にシフトすると値が２倍になり、ｎビット左にシフトすると値が２n倍になります。

３倍を２倍＋１倍に分け、２倍の部分をシフトで表現し、１倍の部分は元の値を加算することで表現します。

よって、ｂ1ｂ2・・・ｂn０（２倍の部分）＋ｂ1ｂ2・・・ｂn（１倍の部分）は元の値を３倍したものといえます。
問３ 隣接行列Ａで表されるグラフはどれか。ここで、隣接行列とは、ｎ個の節点から成るグラフの節点ＶiとＶjを結ぶ枝が存在する時は第ｉ行第ｊ列と第ｊ行第ｉ列の要素が１となり、存在しないときは０となるｎ行ｎ列の行列である。

画像（問3）を表示できません
画像（問3ans）を表示できません
解答 エ
解説 隣接行列から、接続されている節点をまとめると以下のようになります。

・１と２が接続されている（２と１が接続されている）
・１と３が接続されている（３が１と接続されている）
・２と４が接続されている（４と２が接続されている）
・３と４が接続されている（４と３が接続されている）

今回は方向がないので、ｉ行ｊ列目とｊ行ｉ列目が同じになっています。

上記の条件を満たしているのは、選択肢エのグラフといえます。
問４ 後置記法（逆ポーランド記法）では、例えば、式Ｙ＝（Ａ−Ｂ）×ＣをＹＡＢ−ＣＸ＝と表現する。次の式を後置記法で表現したものはどれか。

　Ｙ＝（Ａ＋Ｂ）×（Ｃ−Ｄ÷Ｅ）
ア ＹＡＢ＋Ｃ−ＤＥ÷×＝
イ ＹＡＢ＋ＣＤＥ÷−×＝
ウ ＹＡＢ＋ＥＤＣ÷−×＝
エ ＹＢＡ＋ＣＤ−Ｅ÷×＝
解答 イ
解説 逆ポーランド記法とは、後置表記法とも呼ばれ、演算子を対象の後ろに記述する手法です。スタックを使うことで実現でき、括弧が不要なのでコンパイラなどで利用されています。

優先度の高い部分から順に逆ポーランド記法に変換して行きます。

@Ａ＋ＢとＤ÷Ｅを変換する
Ｙ＝（ＡＢ＋）×（Ｃ−ＤＥ÷）
AＣ−ＤＥ÷を変換する
Ｙ＝（ＡＢ＋）×（ＣＤＥ÷−）
BＡＢ＋とＣＤＥ÷−を変換する
Ｙ＝ＡＢ＋ＣＤＥ÷−×
C『＝』を変換する
ＹＡＢ＋ＣＤＥ÷−×＝
問５ 図は７０円切符の自動販売機に硬貨が投入された時の状態遷移を表している。状態Ｑ4から状態Ｅへ遷移する事象はどれか。こおで、状態Ｑ0は硬貨が投入されていない状態であり、硬貨が１枚投入されるたびに状態は矢印の方向へ遷移するものとする。

　なお、状態Ｅは投入された硬貨が７０円以上になった状態であり、自動販売機は切符を発行し、釣銭が必要な場合には釣銭を返す。また、自動販売機は１０円硬貨、５０円硬貨、１００円硬貨だけを受け付けるようになっている。

画像（問5）を表示できません
ア １０円硬貨が投入された。
イ １０円硬貨又は５０円硬貨が投入された。
ウ １０円硬貨又は１００円硬貨が投入された。
エ ５０円硬貨又は１００円硬貨が投入された。
解答 エ
解説 まず、それぞれの状態をまとめます。
Ｑ0：０円の状態
Ｑ1：１０円の状態
Ｑ2：２０円の状態
Ｑ3：３０円の状態
Ｑ4：４０円の状態
Ｑ5：５０円の状態
Ｑ6：６０円の状態
Ｅ：７０円以上の状態

つぎに、それぞれからの遷移についてまとめます。
Ｑ0→Ｑ1：１０円が投入される
Ｑ1→Ｑ2：１０円が投入される
Ｑ2→Ｑ3：１０円が投入される
Ｑ3→Ｑ4：１０円が投入される
Ｑ4→Ｑ5：１０円が投入される
Ｑ5→Ｑ6：１０円が投入される

Ｑ0→Ｑ5：５０円が投入される
Ｑ1→Ｑ6：５０円が投入される

Ｑ0→Ｅ：１００円が投入される
Ｑ1→Ｅ：１００円が投入される
Ｑ2→Ｅ：５０円か１００円が投入される
Ｑ3→Ｅ：５０円か１００円が投入される
Ｑ4→Ｅ：５０円か１００円が投入される
Ｑ5→Ｅ：５０円か１００円が投入される
Ｑ6→Ｅ：１０円か５０円か１００円が投入される

よって、Ｑ4→Ｅへの遷移は、５０円硬貨か１００円硬貨が投入された場合に発生する遷移です。
問６ 十分な大きさの配列Ａと初期値が０の変数ｐに対して、関数ｆ（ｘ）とｇ（）が次のとおり定義されている。配列Ａと変数ｐは、関数ｆ（ｘ）とｇ（）だけでアクセス可能である。これらの関数が操作するデータ構造はどれか。

画像（問6）を表示できません
ア キュー
イ スタック
ウ ハッシュ
エ ヒープ
解答 イ
解説 それぞれのデータ構造を下にまとめます。

キューとスタック

スタックとキューを表示できません

ハッシュ

ハッシュを表示できません

ヒープ
ヒープを表示できません

キューであれば、データを取り出すｇ（）において、ポインタを減らすことはありません。
ハッシュであれば、何らかの計算が必要になります。
ヒープであれば、場所を特定するための判定文などが必要となります。
問７ 多数のデータが単方向リスト構造で格納されている。このリスト構造には、先頭ポインタとは別に、末尾のデータを指し示す末尾ポインタがある。次の操作のうち、ポインタを参照する回数が最も多いものはどれか。
ア リストの先頭にデータを挿入する。
イ リストの先頭のデータを削除する。
ウ リストの末尾にデータを挿入する。
エ リストの末尾にデータを削除する。
解答 エ
解説 まず、単方向リスト構造と双方向リスト構造について以下にまとめます。

リストを表示できません

次に、今回のデータ構造を以下に図示します。

リストを表示できません

これを元に、各選択肢のポインタ参照回数を考えていきます。
選択肢ア：ＨＥＡＤのポインタと、ＨＥＡＤからたどった最初のデータのポインタを書き換えます。
選択肢イ：ＨＥＡＤのポインタを書換えます。
選択肢ウ：ＴＡＩＬのポインタと、ＴＡＩＬからたどった最後のデータのポインタを書き換えます。
選択肢エ：ＨＥＡＤからたどった、最後から２番目のデータのポインタとＴＡＩＬのポインタを書換えます。
問８ 再帰呼出しの説明はどれか。
ア あらかじめ決められた順番ではなく、起きた事象に応じた処理を行うこと
イ 関数の中で自分自身を用いた処理を行うこと
ウ 処理が終了した関数をメモリから消去せず、必要になったとき再び呼び出すこと
エ 処理が失敗したときに、その処理を呼び出す直前の状態に戻すこと
解答 イ
解説 それぞれの選択肢の用語を以下にまとめます。

選択肢ア：イベントドリブンのプログラムの説明です。
選択肢イ：再帰呼出しの説明です。（例：階乗の計算をｆ（ｎ）＝ｎ×ｆ（ｎ−１）のように行う。）
選択肢ウ：関数の再利用性の説明です。
選択肢エ：ロールバックの説明です。
問９ Ｗｅｂ環境での動的処理を実現するプログラムであって、Ｗｅｂサーバ上だけで動作するものはどれか。
ア ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ
イ Ｊａｖａアプレット
ウ Ｊａｖａサーブレット
エ ＶＢＳｃｒｉｐｔ
解答 ウ
解説 Ｊａｖａに関する重要な用語をいくつか下にまとめておきます。

ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ：ｗｅｂ上で用いられるスクリプト言語（プログラム言語のJavaとは互換性がなく、基本的に別物）
Ｊａｖａアプリケーション：単独で動作する一般的なJavaで書かれたプログラム
Ｊａｖａアプレット：サーバからクライアントにダウンロードして動作するJavaのプログラム
Ｊａｖａサーブレット：サーバ上で動作するものをJavaのプログラム
ＪａｖａＢｅａｎｓ：クラスを部品化（汎用化）し、再利用することで開発効率を向上させる仕組み。（getter/setterの命名規則などいくつか条件があります。）
ＪＳＰ（Java Server Pages）：Ｊａｖａを利用してＷｅｂサーバで動的にページを生成する仕組み。ＨＴＭＬにＪａｖａのプログラムを埋め込んで作成される。

ＶＢＳｃｒｉｐはVisual Basicの簡易型のスクリプト言語です。
問１０ マルチコアプロセッサの特徴として適切なものはどれか。
ア コアの個数をｎ倍にすると、プロセッサ全体の処理性能はｎ2倍になる。
イ 消費電力を抑えながら、プロセッサ全体の処理性能を高められる。
ウ 複数のコアが同時に動作しても、共有資源の競合は発生しない。
エ プロセッサのクロック周波数をシングルコアよりも高められる。
解答 イ
解説 それぞれの選択肢を順に見ていきます。

選択肢ア：コア数をｎ倍にすると、理論的にはｎ倍に近づけられますが、ｎ2になることはありません。
選択肢イ：電力比あたりの、処理性能を上げることはできます。（正解）
選択肢ウ：複数のコアがメモリやＩ／Ｏ、ソースなどを取り合うので、競合が発生します。
選択肢エ：構造が複雑になるので、シングルコアと同等もしくはシングルコアよりも低周波数になります。
問１１ 外部割込みに分類されるものはどれか。
ア インターバルタイマによって、指定時間経過時に生じる割込み
イ 演算結果のオーバフローやゼロにおる除算で生じる割込み
ウ 仮想記憶管理において、存在しないページへのアクセスによって生じる割込み
エ ソフトウェア割込み命令の実行によって生じる割込み
解答 ア
解説 まず、割り込には大きく分けて内部割りこみと外部割り込みがあります。内部割り込はゼロによる除算に代表されるソフトウェア的な原因。外部割り込みは、入出力の完了や電圧異常などに代表されるハードウェア的な原因です。

また、割り込みを受け付けるとＣＰＵはレジスタのデータを主記憶等に退避させ、割り込みの処理を実行します。さらに、複数の割り込みに優先順位をつけ、順位の低いものが、順位の高いものに割り込みを行わないようにマスク処理をする場合もあります。
問１２ ＤＲＡＭのリフレッシュ動作の説明として、適切なものはどれか。
ア 一定時間ごとに内容を外部記憶装置に書き込む
イ システムの電源投入時に、全領域を０で初期化する。
ウ データを保持するために、一定時間ごとにアクセスする。
エ 内容を更新する時に、データを一旦消去する。
解答 ウ
解説 ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）は、コンデンサというものに電荷が蓄えられているかどうかで、１ビットの情報を保持します。そのため、このコンデンサの電荷が失われないようにするため、常に一定時間ごとに電荷の再充電が必要となり、このために、リフレッシュと呼ばれるアクセス操作が必要となります。
問１３ キャッシュメモリに関する記述のうち、適切なものはどれか。
ア キャッシュメモリの転送ブロックの大きさを仮想記憶のページの大きさと同じにすると、プログラムの実行効率が向上する。
イ キャッシュメモリは高速アクセスが可能なので、汎用レジスタと同じ働きをする。
ウ 主記憶のアクセス時間とプロセッサの命令実行時間の差が大きいマシンでは、多段のキャッシュ構成にすることで実効アクセス時間を短縮できる。
エ ミスヒットが発生するとキャッシュ全体は一括消去され、主記憶から最新のデータの転送処理が実行される。
解答 ウ
解説 キャッシュメモリは、主記憶とＣＰＵのレジスタの速度の差を埋めるために用いられるものです。通常２〜３段構成で、ＣＰＵに近い側から１次キャッシュ、２次キャッシュと呼びます。また、データをキャッシュメモリと主記憶の同時に書き込むライトスルー方式と、退避するときのみ書き込むライトバック方式があります。
問１４ プラズマディスプレイの説明として、適切なものはどれか。
ア ガス放電によって発行する光を利用して、映像を表示する。
イ 自身では発光しないので、バックライトを使って映像を表示する。
ウ 電極の間に挟んだ有機化合物に電圧をかけると発光することを利用して、映像を表示する。
エ 電子銃から発射した電子ビームを管面の蛍光体に当てて発光させ、文字や映像を表示する。
解答 ア
解説 ディスプレイの種類を以下にまとめます。

ＣＲＴ：いわゆる普通のブラウン管のディスプレイ。電子ビームと偏光版を使って画像を作ります。（選択肢エ）
ＰＤＰ：ＰはプラズマのＰで、高い電力が必要となります。（選択肢ア）
ＴＦＴ：ＴはトランジスタのＴで、１つ１つの画素をトランジスタの発光で実現しています。
有機ＥＬ：自らの発光でバックライトの不要なタイプ。次世代に期待されています。（選択肢ウ）
液晶：光の透過を画素ごとに制御し、カラーフィルタを用いて色を表現するもので、自ら発光はしません。（選択肢イ）
問１５ クラウドコンピューティングの説明として、最も適切なものはどれか。
ア あらゆる電化製品をインテリジェント化しネットワークに接続することによって、いつでもどこからでもそれらの機器の監視や操作ができるようになること
イ 数多くのＰＣの計算能力を集積することによって、スーパコンピュータと同程度の計算能力を発揮させること
ウ コンピュータの資源をネットワークを介して提供することによって、利用者がスケーラビリティやアベイラビリティの高いサービスを容易に受けられるようになること
エ 特定のサーバを介することなく、ネットワーク上のＰＣ同士が対等の関係で相互に通信を行うこと
解答 ウ
解説 それぞれの選択肢の用語を以下にまとめます。

選択肢ア：ユビキタスコンピューティングの説明です。
選択肢イ：グリッドコンピューティングの説明です。
選択肢ウ：クラウドコンピューティングの説明です。
選択肢エ：Ｐ２Ｐ（Peer to Peer）の説明です。
問１６ フォールトトレラントシステムを実現する上で不可欠なものはどれか。
ア システム構成に冗長性をもたせ、部品が故障してもその影響を最小限に抑えることで、システム全体には影響を与えずに処理を続けられるようにする。
イ システムに障害が発生したときの原因究明や復旧のため、システム稼働中のデータベースの変更状況などの履歴を自動的に記録する。
ウ 障害が発生した場合、速やかに予備の環境に障害前の状況を復旧できるよう、定期的にデータをバックアップする。
エ 操作ミスが発生しにくい容易な操作にするか、操作ミスが発生しても致命的な誤りとならないように設計する。
解答 ア
解説 フォールトトレラントシステムとは、障害時に全体が停止するということなく動作し続けるようなシステムを設計することをいいます。冗長化などが代表的な手段といえます。

その他の代表的な高信頼性設計の用語について、以下にまとめておきます。
フォールトアボイダンス：システムの構成要素の信頼性を高め, 元から故障が極力発生しないように設計すること。
フォールトマスキング：障害が発生したときに、その部分を他の機器から隠蔽したり、自律回復するように設計すること。
フェールセーフ：障害が発生した場合、常に安全側に制御・停止すること。
フェールソフト：障害が発生した場合、故障した個所を切り離すなどして、稼動を続けること。
フェールオーバ：障害が発生した場合、ユーザに切り替えを意識させないように、別のシステムに引き継がせること。
フールプルーフ：ユーザが誤った操作をした場合、危険に晒されることがないように、事前に安全策を行うこと。
問１７ 図に示すシステム構成全体の稼働率を表す式はどれか。ここで、システム全体が正常に稼動するためには、磁気ディスクは２台とも正常でなければならず、それぞれのサイトで少なくとも１台の端末は正常でなければならない。

画像（問17）を表示できません
ア Ｄ2Ｃ（１−Ｔ2）2
イ Ｄ2Ｃ（１−（１−Ｔ）2）2
ウ （１−Ｄ）2Ｃ（１−Ｔ2）2
エ （１−Ｄ）2Ｃ（１−（１−Ｔ）2）2
解答 イ
解説 それぞれの要素ごとに求めていきます。

磁気ディスク：２台とも正常でなければならないので、Ｄ×Ｄ＝Ｄ2
ＣＰＵ：冗長性はなく、必ず動作していなければならないので、Ｃ
サイト：１つのサイトでは、どちらかが稼動していればよい並列接続なので、（１−（１−Ｔ）×（１−Ｔ））＝（１−（１−Ｔ）2）
　これが２つとも正常に動作している必要があるので、（１−（１−Ｔ）2） × （１−（１−Ｔ）2） ＝ （１−（１−Ｔ）2）2

これらの直列接続なので、全体では、Ｄ2×Ｃ×（１−（１−Ｔ）2）2となります。
問１８ ベンチマークテストの説明として、適切なものはどれか。
ア 監視・計測用のプログラムによってシステムの稼動状況や資源の状況を測定し、システム構成や応答性能のデータを得る。
イ 使用目的に合わせて選定した標準的なプログラムを実行させ、その処理性能を測定する。
ウ 将来の予測を含めて評価する場合などに、モデルを作成して模擬的に実験するプログラムでシステムの性能を評価する。
エ プログラムを実際には実行せずに、机上でシステムの処理を解析して、個々の命令の出現回数や実行回数の予測値から処理時間を推定し、性能を評価する。
解答 イ
解説 ベンチマークテストは、標準的なプログラムを実行してそれにかかった時間や精度などで、そのコンピュータの性能を（原則としては相対的に）評価します。代表的なテストとしては、SPECint（整数の演算）やSPECfp（浮動小数点の演算）などがあります。
問１９ オンラインリアルタイム処理における一つのトランザクションについて、端末側で応答時間、回線電装時間、端末処理時間が測定できるとき、サーバ処理時間を求める式として適切なものはどれか。ここで、他のオーバヘッドは無視できるものとする。
ア サーバの処理時間＝応答時間＋回線電装時間＋端末処理時間
イ サーバの処理時間＝応答時間＋回線電装時間−端末処理時間
ウ サーバの処理時間＝応答時間−回線電装時間＋端末処理時間
エ サーバの処理時間＝応答時間−回線電装時間−端末処理時間
解答 エ
解説 まず、それぞれの時間を整理します。

サーバ処理時間：サーバでデータを処理するのにかかる時間
応答時間：ユーザが端末からデータを入力して結果が表示されるまでの時間
回線伝送時間：データが転送されるのにかかる時間
端末処理時間：サーバへデータを送信する時や受け取ったデータを画面に表示したりするのにかかる時間

よって、応答時間＝サーバ処理時間＋回線伝送時間＋端末処理時間ということがいえます。
これを、サーバ処理時間について求めると、サーバ処理時間＝応答時間−回線伝送時間−端末処理時間となります。
問２０ 次の条件で四つのジョブがＣＰＵ処理時間及び印刷を行う場合に、最初のＣＰＵ処理を開始してから最後の印刷が修了するまでの時間は何分か。

[条件]
（１） 多重度１で実行される。
（２） 各ジョブのＣＰＵ処理時間は２０分である。
（３） 各ジョブはＣＰＵ処理終了時に４００Ｍバイトの印刷データをスプーリングする。スプーリング終了後にＯＳの印刷機能が働き、プリンタで印刷される。
（４） プリンタは１台であり、印刷速度は１００Ｍバイト当たり１０分である。
（５） ＣＰＵ処理と印刷機能は同時に動作可能で、互いに影響を及ぼさない。
（６） スプーリングに要する時間など、条件に記述されていない時間は無視できる。
ア １２０
イ １６０
ウ １８０
エ ２４０
解答 ウ
解説 まず、ＣＰＵ処理時間は２０分で４つあるので、以下のようになります。

ジョブ１のＣＰＵ処理時間：０分〜２０分
ジョブ２のＣＰＵ処理時間：２０分〜４０分
ジョブ３のＣＰＵ処理時間：４０分〜６０分
ジョブ４のＣＰＵ処理時間：６０分〜８０分

つぎに、印刷は１００Ｍバイト当たり１０分かかり、４００Ｍバイトあるので、１ジョブあたり４０分かかることになります。ジョブ１からＣＰＵ処理が終わり次第行うとすると以下のようになります。

ジョブ１の印刷時間：２０分〜６０分
ジョブ２の印刷時間：６０分〜１００分
ジョブ３の印刷時間：１００分〜１４０分
ジョブ４の印刷時間：１４０分〜１８０分

よって、ジョブ１の処理の開始から、ジョブ４の印刷終了まで１８０分かかることになります。