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2026年版・1-5

情報理論・符号・オートマトン・AIの一問一答

基本情報技術者試験 科目A「基礎理論」から、情報理論・符号・オートマトン・AIに関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。科目Aの本試験と同じく、4択で出題しています。

問11-5

ハフマン符号の特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①出現頻度の高い記号ほど短い符号を割り当て、平均符号長を短くする
  • ②全ての記号に同じ長さの符号を割り当てて、復号の処理を速くする
  • ③データに検査用のビットを加え、誤りの検出と訂正を可能にする
  • ④同じ記号が続く部分を、記号と繰り返しの回数に置き換えて表現する
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正解 ①出現頻度の高い記号ほど短い符号を割り当て、平均符号長を短くする
解説
ハフマン符号は、データに出てくる記号の出現頻度（確率）に応じて、よく出る記号には短い符号、あまり出ない記号には長い符号を割り当てる可変長の符号化方式です。全体の平均の符号長が短くなるため、可逆圧縮（完全に元に戻せる圧縮）に利用されます。どの符号も他の符号の先頭部分と一致しないように作るため、区切りの記号がなくても一意に復号できます。

他の選択肢が不適切な理由
・全ての記号に同じ長さの符号：固定長符号の説明です。ハフマン符号は可変長です。
・検査用のビットを加えて誤りを検出・訂正：ハミング符号など、誤り訂正符号の説明です。
・同じ記号の繰り返しを回数に置き換える：ランレングス符号化の説明です。

覚え方のポイント
「ハフマン＝よく出るものは短く（可変長）」。モールス信号で、よく使うEが「・」1つで表されるのと同じ発想です。
問21-5

記号A、B、Cの出現確率がそれぞれ50％、25％、25％で、Aを「0」、Bを「10」、Cを「11」という符号で表す。1記号あたりの平均符号長は何ビットか。

  • ①1.25ビット
  • ②2ビット
  • ③1.75ビット
  • ④1.5ビット
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正解 ④1.5ビット
解説
平均符号長は、「各記号の符号長 × その記号の出現確率」を合計して求めます。
A：1ビット × 0.5 ＝ 0.5
B：2ビット × 0.25 ＝ 0.5
C：2ビット × 0.25 ＝ 0.5
合計：0.5 ＋ 0.5 ＋ 0.5 ＝ 1.5ビット
3種類の記号を固定長で表すと2ビット必要なので、この符号化により平均で25％短くできます。

他の選択肢が不適切な理由
・1.25ビット：Bの符号長を1ビットとして計算したような誤りです。
・1.75ビット：符号長を取り違え、Aを2ビット、Bを1ビットとして計算した値です（2×0.5＋1×0.25＋2×0.25）。出現確率の高いAほど短い符号になっている点を確認しましょう。
・2ビット：3種類を固定長で表したときの長さで、出現確率を考慮していません。

覚え方のポイント
平均符号長は期待値の計算と同じ「Σ（長さ×確率）」です。確率の合計が1になっているかを確かめてから計算しましょう。
問31-5

7ビットのデータに偶数パリティのビットを1ビット付加して送信する。付加するパリティビットが1になるデータはどれか。

  • ①1011001
  • ②0000011
  • ③1101000
  • ④1110111
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正解 ③1101000
解説
偶数パリティでは、データのビットとパリティビットを合わせた1の個数が偶数になるように、パリティビットを決めます。つまり、データの1の個数が奇数ならパリティビットは1、偶数なら0です。
1011001 → 1が4個（偶数）→ パリティ0
1101000 → 1が3個（奇数）→ パリティ1
0000011 → 1が2個（偶数）→ パリティ0
1110111 → 1が6個（偶数）→ パリティ0

他の選択肢が不適切な理由
・1011001、0000011、1110111：いずれもデータの1の個数が偶数なので、付加するパリティビットは0です。

覚え方のポイント
パリティチェックは1ビットの誤りを検出できますが、誤りの位置は分からず訂正はできません。また、2ビット同時に誤ると1の個数の偶奇が変わらないため検出できない、という限界もよく問われます。
問41-5

ハミング符号の特徴として、最も適切なものはどれか。

  • ①誤りの検出はできるが、どのビットが誤ったかは特定できない
  • ②1ビットの誤りを検出して訂正でき、2ビットの誤りも検出できる
  • ③データを圧縮して、送信するビットの数を最小にすることができる
  • ④送信するデータを暗号化して、第三者による盗聴を防ぐことができる
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正解 ②1ビットの誤りを検出して訂正でき、2ビットの誤りも検出できる
解説
ハミング符号は、データのビットに複数の検査ビットを加え、受信側でそれらを計算し直すことで、誤りが起きたビットの位置を特定できる誤り訂正符号です。1ビットの誤りであれば位置を特定して訂正でき、2ビットの誤りは検出だけできます（検出できる範囲は符号の構成によります）。ECCメモリなどに利用されています。

他の選択肢が不適切な理由
・誤りの位置は特定できない：パリティチェックの説明です。ハミング符号は位置を特定して訂正できます。
・データを圧縮してビット数を最小にする：ハフマン符号などの圧縮方式の説明です。ハミング符号は検査ビットを加えるので、ビット数は増えます。
・データを暗号化して盗聴を防ぐ：暗号化の説明です。

覚え方のポイント
「パリティ＝1ビット誤りの検出のみ」「ハミング符号＝1ビット誤りの訂正＋2ビット誤りの検出」「CRC＝連続した誤り（バースト誤り）の検出に強い」と、誤り制御の方式を比べて覚えましょう。
問51-5

CRC（巡回冗長検査）の説明として、最も適切なものはどれか。

  • ①データを8ビットごとに区切り、その合計の値を検査に利用する
  • ②生成多項式を使って検査用のビット列を計算し、誤りを検出する
  • ③データの1の個数が偶数か奇数かを表す1ビットを付加する
  • ④受信したデータを送信側に送り返し、元のデータと照合する
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正解 ②生成多項式を使って検査用のビット列を計算し、誤りを検出する
解説
CRC（Cyclic Redundancy Check）は、送信するデータのビット列を、送信側と受信側で決めておいた生成多項式で割った余りを検査用のビット列として付加する誤り検出方式です。受信側で同じ計算を行い、余りが一致しなければ誤りと判断します。連続して複数のビットが誤る「バースト誤り」の検出に強く、イーサネットや記憶装置などで広く使われています。

他の選択肢が不適切な理由
・8ビットごとの合計の値を検査に利用：チェックサムの説明です。
・1の個数の偶奇を表す1ビットを付加：パリティチェックの説明です。
・受信データを送り返して照合：エコーバックと呼ばれる確認方法の説明です。

覚え方のポイント
「CRC＝生成多項式で割った余り」。バースト誤りに強いことと、誤りの検出はできるが訂正はしない（再送で対応する）ことをセットで覚えましょう。
問61-5

次の状態遷移図で表されるオートマトンは、0と1からなる文字列を左から1文字ずつ読み、矢印に書かれた文字に従って状態を移す。初期状態はS0で、文字列をすべて読み終えたときに二重丸の状態にあれば、その文字列を受理する。受理される文字列はどれか。
S0S11100

  • ①0110
  • ②1011
  • ③111
  • ④1000
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正解 ①0110
解説
図のオートマトンは、0を読むと同じ状態にとどまり、1を読むともう一方の状態に移ります。つまり、1を読むたびにS0とS1が入れ替わるので、読み終えたときにS0（二重丸）にいるのは、文字列に含まれる1の個数が偶数のときです。
0110：S0→(0)S0→(1)S1→(1)S0→(0)S0 → 受理

他の選択肢が不適切な理由
・1011：1が3個（奇数）なので、S1で終わり受理されません。
・111：1が3個（奇数）なので、S1で終わります。
・1000：1が1個（奇数）なので、S1で終わります。

覚え方のポイント
状態遷移図の問題は、選択肢の文字列を1文字ずつたどるのが確実です。慣れてきたら「この図は何を数えているか（ここでは1の個数の偶奇）」を見抜くと、一瞬で判断できます。
問71-5

正規表現「a(b|c)*d」に完全に一致する文字列はどれか。ここで、(b|c)はbまたはcのいずれか1文字を、*は直前の要素の0回以上の繰返しを表す。

  • ①aebd
  • ②abcde
  • ③bcd
  • ④abcbd
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正解 ④abcbd
解説
正規表現「a(b|c)*d」は、「aで始まり、その後にbかcが0文字以上続き、最後がdで終わる」文字列を表します。
abcbd：a → b、c、b（bかcが3文字）→ d で一致します。

他の選択肢が不適切な理由
・abcde：dの後にeが続いており、dで終わっていないため一致しません。
・bcd：先頭がaではないため一致しません。
・aebd：aの直後にbでもcでもないeがあるため一致しません。

覚え方のポイント
正規表現の記号は「*＝0回以上」「+＝1回以上」「?＝0回か1回」「|＝または」「[ ]＝いずれか1文字」。*は「0回」も含むので、この問題では ad も一致する点に注意しましょう。
問81-5

中置記法で書かれた式（A ＋ B）×（C − D）を、逆ポーランド記法（後置記法）で表したものはどれか。

  • ①AB＋C×D−
  • ②＋AB−CD×
  • ③AB＋CD−×
  • ④×＋AB−CD
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正解 ③AB＋CD−×
解説
逆ポーランド記法は、演算子を演算の対象（被演算子）の後ろに書く表記法です。かっこを使わなくても計算の順序が一意に決まり、スタックを使って機械的に計算できます。
（A ＋ B）→ AB＋
（C − D）→ CD−
その2つを掛けるので、全体は AB＋CD−× です。

他の選択肢が不適切な理由
・＋AB−CD×：演算子を前に書いた部分と後ろに書いた部分が混在しており、正しい表記ではありません。
・AB＋C×D−：(A＋B)×C−D を表す式で、計算の順序が異なります。
・×＋AB−CD：演算子を前に書くポーランド記法（前置記法）での表記です。

覚え方のポイント
逆ポーランド記法への変換は、かっこの内側から「左、右、演算子」の順に書いていきます。計算するときは、左から読んで数値をスタックに積み、演算子が来たら2つ取り出して計算します。
問91-5

機械学習の手法のうち、入力データと、それに対応する正解（ラベル）の組を大量に与えて学習させる方法はどれか。

  • ①強化学習
  • ②教師なし学習
  • ③教師あり学習
  • ④転移学習
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正解 ③教師あり学習
解説
教師あり学習は、「この画像は猫」「このメールは迷惑メール」のように、入力データと正解（ラベル）の組を学習データとして与え、入力から正解を予測する規則を学習させる方法です。分類や回帰（数値の予測）に使われます。

他の選択肢が不適切な理由
・教師なし学習：正解を与えずにデータだけを与え、データの中の構造や似たもののまとまり（クラスタ）を見つけさせる方法です。
・強化学習：行動の結果として得られる報酬が最大になるように、試行錯誤を通じて行動の方針を学習させる方法です。
・転移学習：ある課題で学習したモデルを、別の関連する課題に流用して学習させる方法です。

覚え方のポイント
「正解あり＝教師あり（分類・回帰）」「正解なし＝教師なし（クラスタリング）」「報酬＝強化学習（ゲーム・ロボット制御）」と、与えるものの違いで区別しましょう。
問101-5

機械学習において、学習に使ったデータに対しては高い精度を示すが、未知のデータに対しては精度が大きく下がってしまう状態を何というか。

  • ①汎化
  • ②過学習
  • ③正則化
  • ④アノテーション
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正解 ②過学習
解説
過学習（オーバーフィッティング）は、モデルが学習データに過剰に適合し、学習データに含まれる偶然のばらつき（ノイズ）まで覚えてしまった結果、未知のデータに対してはうまく予測できなくなる状態です。学習データが少ない場合や、モデルが複雑すぎる場合に起こりやすくなります。

他の選択肢が不適切な理由
・汎化：未知のデータに対しても正しく予測できる能力のことです。過学習はこの汎化性能が低い状態です。
・正則化：モデルの複雑さに罰則を与えるなどして、過学習を防ぐための手法です。
・アノテーション：学習データに正解のラベルなどの情報を付ける作業です。

覚え方のポイント
「過学習＝練習問題は満点なのに本番で解けない状態」。対策として、学習データを増やす、正則化を行う、モデルを単純にする、などがあります。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。

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