データサイエンス数学ストラテジスト［中級］　⑦ アルゴリズム関連

公式の学習分野3（アルゴリズム・プログラミングに必要な数学リテラシー）に対応する分野。時間計算量と空間計算量、線形探索と二分探索の比較回数、バブル・選択・クイック・マージの各ソート、共通鍵暗号と公開鍵暗号、シーザー暗号とROT13、フローチャートの記号、命令網羅・判定網羅・条件網羅、2進数と16進数の変換、ビットとバイト、標本化・量子化・符号化、パリティやハミング符号、可逆／非可逆圧縮、ハフマン符号、逆ポーランド記法、最短経路問題、ナップサック問題を扱う。収録92問には1億件を二分探索したときの最大比較回数のように、桁感覚を問う計算も含まれる。

この分野の問題92問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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第590問0と1だけで表現され、コンピューターが直接理解できる言語は何と呼ばれるか。

A機械語
B自然言語
Cソースコード
Dアセンブリ言語

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正解：A．機械語

コンピューターが直接理解できるのは0と1で表現される機械語です。

データサイエンス数学ストラテジスト［中級］ ⑦ アルゴリズム関連

第590問0と1だけで表現され、コンピューターが直接理解できる言語は何と呼ばれるか。

第591問ソースコードを記述する際に用いられる、人間が理解しやすい言語の総称はどれか。

第592問次の計算量のうち、データ量が増えたときの処理時間の増加が最も少ないものはどれか。

第593問アルゴリズムが問題を解くときに必要なステップ数がどのように増えるかを示す指標は何か。

第594問アルゴリズムが一時的に保持するデータや情報の保存場所の増え方を示す指標はどれか。

第595問データが保管されている構造のうち、先入れ先出しの方式となるものはどれか。

第596問1000件のデータがランダムに並んでいる。線形探索を用いて特定のデータを探す場合、最悪で何回の比較が必要か。

第597問目的のデータが見つかるまで、探索する範囲を半分に絞り込んでいく探索アルゴリズムはどれか。

第598問1億件のデータが昇順に並んでいる。この中から二分探索で目的のデータを調べる場合、最大の比較回数として最も近いものはどれか。

第599問ソートアルゴリズムのうち、隣り合う2つの要素を比較し、大小の順序が違うときは交換する操作を繰り返す手法はどれか。

第600問ソートされていない部分から最小の要素を探し出し、正しい位置と交換するソート手法はどれか。

第601問基準値（ピボット）を決め、それより小さい要素と大きい要素に分割する操作を繰り返すソート手法はどれか。

第602問データをバラバラの要素と捉え、統合する際に小さい順に並べることを繰り返すソート手法はどれか。

第603問7, 2, 5, 9, 6, 1, 8のデータをバブルソートで昇順に並べ替えるとき、要素を交換する操作は何回行われるか。

第604問選択ソートの時間計算量として正しいものはどれか。

第605問第三者にわからないようにデータを変換することを暗号化というが、それを元のデータに戻すことを何と呼ぶか。

第606問暗号化と復号の両方に同じ鍵を使う暗号方式はどれか。

第607問共通鍵暗号の代表的な手法として該当するものはどれか。

第608問暗号化と復号に異なる鍵を使い、受信者が公開した鍵で暗号化を行う方式はどれか。

第609問アルファベットを一定の文字数だけずらして暗号化する古典的な暗号アルゴリズムを何と呼ぶか。

第610問ROT13はアルファベットを何文字ずらす暗号化アルゴリズムか。

第611問公開鍵暗号の代表的な手法であり、3人の開発者の頭文字から名付けられたものはどれか。

第612問コンピューターが実行する手順に沿って処理を並べ、動作をイメージしやすくするプログラミング手法はどれか。

第613問1から9までの数が1つずつ入り、縦・横・対角線の和が等しくなる3×3の魔方陣において、1列の和はいくつになるか。

第614問フローチャートにおいて、ひし形の記号が表す処理の意味はどれか。

第615問フローチャートにおいて、長方形の左右に縦線を加えた記号が表す意味はどれか。

第616問プログラムのテストにおいて、それぞれの命令文が少なくとも1回は実行されることを確認する網羅性はどれか。

第617問それぞれの条件分岐における判定条件の「真」と「偽」が少なくとも1回は実行されるかを確認する指標はどれか。

第618問条件分岐に複数の条件が含まれる場合、それぞれの条件が少なくとも1回は独立して評価されるようにする指標はどれか。

第619問「0」と「1」の2種類の数字を用いて数を表現する方法を何と呼ぶか。

第620問10進数の「358」を2進数に変換した値として正しいものはどれか。

第621問2進数の「101」を10進数に変換した値として正しいものはどれか。

第622問16進数において、10進数の「12」に該当する文字はどれか。

第623問2進数の「11001101」を16進数に変換した値として正しいものはどれか。

第624問16進数の「2B5」を10進数に変換した値として正しいものはどれか。

第625問コンピューターで扱う情報の最小単位で、0または1のいずれかの値を持つものを何と呼ぶか。

第626問1バイトは何ビットで構成されるか。

第627問1バイトの情報量で表現できる値は何通りあるか。

第628問アルファベットなどを表現するASCII文字コードにおいて、1文字を表すのに必要なデータ量はどれか。

第629問20MBのデータを512Kbpsの通信回線で送信するとき、その通信にかかる時間として最も近い値はどれか。

第630問アナログデータをデジタルに変換する際、一定の間隔でデータを抽出する処理を何と呼ぶか。

第631問標本化によって取得した値を、何段階の数値で表現するかを決める処理を何と呼ぶか。

第632問量子化によって得られた数値を、0と1のビット列に変換する処理を何と呼ぶか。

第633問サンプリング周波数8kHz、量子化ビット数8ビットで10分間録音した場合のデータ容量（MB）に最も近い値はどれか。

第634問データ通信時のエラー検出のため、データ内の「1」の数が偶数か奇数かを示す1ビットを追加する手法はどれか。

第635問データをいくつかに区切ってその合計値を付加し、受信側で照合することでエラーを検出する手法はどれか。

第636問マイナンバーや法人番号などで入力間違いを防ぐために付加される、特定の計算式で求めた数字を何と呼ぶか。

第637問特定の位置に複数のチェック用ビットを追加し、エラーの検出だけでなく位置の特定と訂正も可能なアルゴリズムはどれか。

第638問データを圧縮する際、圧縮したデータを完全に元の状態に戻せる方式を何と呼ぶか。

第639問人間の視覚や聴覚で認識しにくい情報を削ることで、完全には元に戻せないが高い圧縮率を実現する方式はどれか。

第640問「白白白黒黒」を「白3黒2」のように、同じ値が連続する数を数えて文字数を減らす圧縮手法はどれか。

第641問出現頻度が高いデータには短い符号を、低いデータには長い符号を割り当てて全体を圧縮する手法はどれか。

第642問「1+2×3」を「123×+」のように、演算子を数値の後に記述する表現方法を何と呼ぶか。

第643問逆ポーランド記法を用いた計算をコンピューターで処理する際、数値を一時的に保持するために使われるデータ構造はどれか。

第644問逆ポーランド記法で記述された「3 4 × 2 6 × +」を計算した結果として正しいものはどれか。

第645問逆ポーランド記法で記述された「4 6 × 3 8 + +」を計算した結果として正しいものはどれか。

第646問複数の経路の中からコストが最小となるルートを探す問題を総称して何と呼ぶか。

第647問単一始点最短経路問題を解くアルゴリズムで、コストに負の値が含まれていると正しく動作しないものはどれか。

第648問単一始点最短経路問題を解くアルゴリズムで、負のコストを持つ辺が存在しても正しく動作するものはどれか。

第649問ナップサック問題のように、厳密な最適解を求めるのが非常に難しく、現実的な時間で解けないとされる問題の分類はどれか。

第650問品物をナップサックに入れるか入れないかの2択で考えるナップサック問題の名称はどれか。

第651問0-1ナップサック問題を解く際、重さに対する価値が高いものから優先的に選んでいく近似解法を何と呼ぶか。

第652問データ構造のうち、階層的な関係性を表現するのに適しており、ハフマン符号の構築などにも使われるものはどれか。

第653問線形探索において、探索対象が見つからなかった場合でも処理が終了するのはどのような条件を満たしたときか。

第654問挿入ソートの時間計算量として、最悪の場合の値として正しいものはどれか。

第655問ハッシュと呼ばれる一方向関数の仕組みが用いられる主な目的はどれか。

第656問データ通信速度の単位である「1Mbps」は、1秒間に何ビットの情報を伝送できることを意味するか。

第657問フローチャートにおいて、指定した処理の開始と終了で挟んで繰り返しを表現する記号（ループ端）の中にはどのような線が描かれているか。

第658問プログラミング言語の中で、ソースコードを大きなプログラムから小さなプログラムに分割し、独立して管理する手法に関連深い概念はどれか。

第659問10進数の「89」を2進数に変換するために「2で割った余り」を求めていくと、最初に得られる余りの値はいくつか。

第660問データの保存容量において、1024B（バイト）を意味する単位として正しいものはどれか。

第661問公開鍵暗号において、受信者が秘密に保持し、暗号文を復号するために用いる鍵を何と呼ぶか。

第662問ハフマン符号において、出現確率が0.25の文字と0.167の文字がある場合、符号長は一般にどうなるか。

第663問中置記法から逆ポーランド記法への変換手順で、演算子が入力されたときにスタックから取り出されるものは何か。

第664問ナップサック問題を分枝限定法で解く際、解いても無駄なパターンが出た場合に行う処理はどれか。

第665問0-1ナップサック問題において、n個の品物がある場合、単純にすべての組み合わせを調べると何通りのパターンが存在するか。

第666問二分探索が効率よく探索を行えるための前提条件として正しいものはどれか。

第667問バブルソートにおいて、最大の要素が右端に移動するのはどのタイミングか。

第668問アルゴリズムの評価に用いられる計算量の説明として、誤っているものはどれか。

データサイエンス数学ストラテジスト［中級］　⑦ アルゴリズム関連