のんびりやろう！情報処理試験！　〜１問１問コツコツと〜

• 最新号：2008-10-06
• 発行周期：週5日（土日休み）
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• 創刊日：1999-02-23
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J Question vol.1767

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┃┃　　のんびりやろう！情報処理試験！　〜１問１問コツコツと〜　　┃┃
┃┃ 2007.11.26　vol.1767　19,437 部発行  http://www.shunzei.com/ ┃┃
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>/******************** 今日の問題はお休みします。********************/

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★これ、おしえてっ！（回答編）★vol.1764(2007.11.19)の質問に対する回答
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　今回の質問はこちらでした。（出典：H19.秋　セキュアド　問40　他）
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　“連続する同一の文字コード(1 バイトコードとする)の長さから 1 を
　減じたものを 1 バイトのバイナリで表し，その後に当該文字コードを
　配置する”というデータ圧縮方式がある。例えば，圧縮前に 16 進表示で，

　　41 41 41 41 41 42 43 43 43 43 43 43

　であった 12 バイトの文字コードの列は，圧縮後に，

　　04 41 00 42 05 43

　という 6 バイトで表され，この場合の圧縮率は 50％
　（6 バイト÷ 12 バイト× 100）となるものとする。このとき，当該方式に
　関する記述のうち，適切なものはどれか。


　ア　10 個の文字からなる文字列を圧縮したとき，最良の場合の圧縮率は
　　　最悪の場合の圧縮率の 5 分の 1 である。

　イ　圧縮後の長さが圧縮前の長さを上回ることはない。

　ウ　一度に 256 バイト（256 の同じ文字）を 2 バイトに圧縮できるときが
　　　最大の圧縮率なので，圧縮率が 0.7%以下の値になることはない。

　エ　文字列に 2 回圧縮を行うと 1 回圧縮を行う場合の 2 分の 1 の
　　　圧縮率となる。

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　データ圧縮アルゴリズムに関する問題でした。
　この方式をランレングス法と言いますね。

　それでは、みなさんの回答を紹介します。


　○ネムネコさん

> セキュアドは受けたことがありませんが、
> 頑張って回答したいと思います。
> 
> ・ア 「×」
> 　256個、同一文字が連続しているときが、この圧縮方法での
> 　一番最良の場合となる。
> 　(例)41 41 ・・・ 41 41　→　FF 41
>   　　　（256byte → 2byte）
> 　このときの圧縮率は、0.78125%
> 
> 　逆に、同じ文字が一度も、連続していないときが、
> 　この圧縮方法での一番最悪の場合となる。
> 　(例)41 42 43 44 45　→　00 41 00 42 00 43 00 44 00 45
> 　　　　（5byte → 10byte）
> 　このときの圧縮率は、200%
> 
> 　したがって、最良の場合の圧縮率は、最悪の場合の圧縮率の5分の1にならない。
> 　
> ・イ 「×」
> 　同じ文字が連続していない場合などは、圧縮後の長さが、
> 　圧縮前の長さを上回ることはある。
> 　(例)41 42 43 44 45　→　00 41 00 42 00 43 00 44 00 45
> 　　　　（5byte → 10byte）
> 
> ・ウ 「○」
> 　1byteの最大値は、「255」となっている。
> 　また、この圧縮方法における長さの仕様は、
> 　「連続する同一の文字コードの長さから 1 を
> 　　減じたものを 1 バイトのバイナリで表し」
> 　となっている。
> 　したがって、「FF 41」となっている場合は、
> 　256個、文字「41」が連続したこととなる。
> 　このときが、この圧縮方法での最大の圧縮率であり、
> 　その値は、2byte ÷ 256byte × 100 = 0.78125%
> 　したがって、圧縮率は、0.7%以下になることはない。
> 
> ・エ 「×」
> 　問題にある例で、2回圧縮した場合を考える。
> 　　41 41 41 41 41 42 43 43 43 43 43 43　(12byte)
> 　1回圧縮すると、
> 　　04 41 00 42 05 43　(6byte)
> 　圧縮率は、50% (6 ÷ 12 × 100 = 50)
> 　これを、もう１度圧縮すると（2回目の圧縮を行うと）、
> 　　00 04 00 41 00 00 00 42 00 05 00 43　（12byte）
> 　圧縮率は、200% (12 ÷ 6 × 100 = 200)
> 　これは、1回圧縮したときの圧縮率の2分の1となっていない。
> 
> 以上のことから、答えは、「ウ」だと思います。

　どうもありがとうございました。正解は「ウ」で良いでしょう。
　解答にたどり着くには、１つ１つ確認していくしかないですが、
　「ウ」で 2÷256 ができれば、解答が見つかります。


　○もんさん

> ×ア　圧縮率が最悪になるのは、連続する同一の文字コードがない場合であ
> 　　　る。
> 　　　⇒　元のデータの２倍の長さになる。
> 
> 　　　圧縮率が最良になるのは、全てが同じ文字列の場合である。
> 　　　⇒　元のデータの長さに関係なく、圧縮後のデータは２バイトとなる。
> 
> 　　　10 個の文字からなる文字列の時は、最悪の場合の圧縮率は 200 %
> 　　　(= 20/10) となり、最良の場合は 20% (= 2/10) となる。
> 
> ×イ　連続する同一の文字コードがない場合は、元のデータの２倍の長さに
> 　　　なる。
> 
> ○ウ　連続する文字列の個数を表す領域は 1 バイトなので、
> 　　　最大 256 バイト（256 の同じ文字）を 2 バイトに圧縮できる。
> 　　　2/256 = 約 0.78 ％
> 
> 　　　ちなみに、このアルゴリズムを使って、257 個の同じ文字を圧縮する
> 　　　と、以下のようになる。
> 　　　この場合は、256 個の場合に比べて、２倍程度、圧縮率が悪くなる。
> 
> 　　　　41 41 41 41 41 … 41 41 41　　　←　257 個の同じ文字
> 　　　　　　　↓　圧縮（圧縮率：　4/257 = 約 1.56 ％）
> 
> 　　　　FF 41 00 41
> 
> ×エ　可逆圧縮（圧縮後のデータから元のデータを復元できる）の場合、
> 　　　圧縮率が減少し続けることはありえない。
> 　　　元のデータが持つ情報量を保持しなければならないからである。
> 
> 
> 従って、答えは、ウ。
> 
> 
> 《ご参考》
> 問題文のような圧縮アルゴリズムを、ランレングス圧縮 (RLE) と言う。
> 
> Run-Lengthエンコーディング - アスキー デジタル用語辞典 -
> http://yougo.ascii24.com/gh/09/000985.html 

　どうもありがとうございました。
　参考サイトにも書いてありますが、このアルゴリズムでは
　ビットマップファイルなどの同一のデータが大量に連続する場合に
　効果大です。


　○ローさん

> 久しぶりに回答します。
> すみませんかなり長くなってしまいました。
> 
> 一見この問題はデータ圧縮の原理を理解していないと解けないのかな？
> と錯覚して解かなかった人がいるかもしれませんね。
> “連続する同一の文字コード(1 バイトコードとする)の長さから
>  1 を減じた”なんて言い回しも分かりづらいですね。
> 
> 例にある
>   41 41 41 41 41 42 43 43 43 43 43 43
> がどう変換されて
> 　04 41 00 42 05 43
> になったかをパズルを解くような感じで考えれば分かり易いと思うのです。
> 
>   41 41 41 41 41 42 43 43 43 43 43 43
> を
>   41が５個、42が１個、43が６個
> と言い変え
> 　04 41 00 42 05 43
> と見比べれば気付きやすいと思います。
>   41が５個 -> 04 41
>   42が１個 -> 00 42
>   43が６個 -> 05 43
> 前に個数から１個引いた数字があり、後に文字コードが並んでいるなと。
> 
> これを踏まえて問題を解きます。
> 
> ア　×
> 最良は10個とも同じ文字コード
> つまり２バイト
>   例）09 41
> 最悪は10個とも違う文字コード
> つまり２０バイト
>   例）00 41 00 42 00 43 00 44 00 45 00 46 00 47 00 48 00 49 00 4A
> なので 10 分の 1 です
> 
> イ　×
> 連続したデータが少なければ
> 圧縮後の長さが圧縮前の長さを上回ってしまいます。
> アの最悪の場合もそうです。
> 圧縮前：41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A
> 圧縮後：00 41 00 42 00 43 00 44 00 45 00 46 00 47 00 48 00 49 00 4A
> 圧縮したつもりが２倍のデータ量になっています。
> 
> ウ　○
> 文字データの個数は１バイトで表わることから最大は FF（256個） です。
> 00 ->   1個
> 01 ->   2個
> 02 ->   3個
>     :
>     :
> FE -> 255個
> FF -> 256個
> 41 が 256個では FF 41 となり
> 256 バイトが 2 バイトに圧縮され
>  2バイト÷256バイト×100% ＝ 0.78125%（これが最大圧縮率）
> 0.7%以下になることはありません。
> 
> エ　×
> アの最悪の場合をもう一回圧縮すれば更に２倍になります。

　どうもありがとうございました。
　確かに、この問題は見た瞬間にパスしたくなる人が多いと思います。
　パズルを解くつもりで、じっくり考える心がけが大事ですね。
　基本情報、ソフトウェアの午後問題でも同じことが言えます。



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★これ、おしえてっ！（質問編）★　回答期限：１２月１日（土）の夜まで
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　「この問題がわからないっ！！」という、
　読者からの質問をみなさんに回答してもらおう！というコーナーです。


　今回の質問はこちらです。（出典：H19.秋　セキュアド　問20）
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　図のようなネットワーク構成のシステムにおいて、
　同じメッセージ長のデータをホストコンピュータとの間で送受信した場合の
　ターンアラウンドタイムは、端末 A では 450 ミリ秒、
　端末 B では 700 ミリ秒であった。
　上り、下りのメッセージ長は同じ長さで、ホストコンピュータでの
　処理時間は端末 A，端末 B のどちらから利用しても同じとするとき、
　端末 B からホストコンピュータへの片道の伝送時間は何ミリ秒か。
　ここで、ターンアラウンドタイムは、端末がデータを
　回線に送信し始めてから応答データを受信し終わるまでの時間とし、
　伝送時間は回線速度だけに依存するものとする。


　　　　　　　　　　回線速度
　┌──────┐　9,600 ビット/秒　 ┌────┐
　│　　　　　　├──────────┤ 端末 A │
　│　 ホスト 　│　　　　　　　　　　└────┘
　│コンピュータ│　4,800 ビット/秒　 ┌────┐
　│　　　　　　├──────────┤ 端末 B │
　└──────┘　　　　　　　　　　└────┘

　ア　100

　イ　150

　ウ　200

　エ　250

--[回答のめやす（横幅：全角３４文字）]--------------------------------
> １２３４５６７８９０１２３４５６７８９０１２３４５６７８９０１２３４
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　これに対する回答（解説）を１２月１日（土）の夜までにお願いします。

　このコーナーで取り上げてほしい問題のリクエストも募集中です。
　回答＆お便りはこちらからでもＯＫです。
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▼選択肢で勉強しよっ！▼（答えはこのメールの一番下にあります）
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> レイヤ 3 スイッチ(layer 3 switch) って？



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　のんびりやろう！情報処理試験！　〜１問１問コツコツと〜（週３日発行）
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▼選択肢で勉強しよっ！の答え▼
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　（ソフトウェア平成１８年秋問６０イ）
　（ネットワーク平成１６年問４３イ）の選択肢より

> 転送処理をハードウェア化している。

　レイヤ 3 スイッチ(layer 3 switch, L3 switch) とは、
　スイッチとルータの機能を合わせ持ったネットワーク機器です。
　L3 スイッチと呼ぶこともあります。

　レイヤ 2 スイッチが持っている VLAN 機能は、異なる VLAN とは
　直接通信ができないため、VLAN 間での通信をするには
　さらにルータを用意して、ルーティングしなくてはいけませんが、
　レイヤ 3 スイッチであれば、1 台の機器で実現できます。

　レイヤ 3 スイッチの特徴としては、ルーティング処理が
　ハードウェア処理であるため、ソフトウェアベースで処理を行うルータと
　比べると高速で機能することが挙げられます。

　とは言え、最近はルータとレイヤ 3 スイッチの差はほとんどありません。
　ハードウェア処理で、ポート数も多く、VLAN 間通信が可能な
　ルータもあります。



=-=[あとがき]=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=

　この３日間、友達の結婚式の２次会やら、なんだかんだで
　あっという間に３連休も終わってしまいました。
　最近、時間が足りないなぁと思うことが多い気がします。

　時間が足りない！って思った時、みなさんはどんなやり方で
　時間を作っていますかねぇ？？

　僕は To Do リストを作ったり、趣味・休息・生活・刺激というように
　やりたいことをラベリングして、時間を割り当てるようにしています。

　みなさんのちょっとした工夫があれば、ぜひ教えてください！


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