共通テスト情報Ⅰ・6-2

応用-2 情報デザインとデジタル化の一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「共通テスト形式の応用」から、応用-2 情報デザインとデジタル化に関する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。

問16-2・応用

Aさんは、5種類の記号A〜Eからなる20文字の文字列を、ハフマン符号で圧縮することにした。各記号の出現回数は次の表のとおりである。

記号	A	B	C	D	E
出現回数	8	5	3	2	2

ハフマン符号は、次の手順で作る。
①出現回数の最も少ない2つをまとめて1つのグループにし、回数を合計する。
②グループも1つの記号とみなして、全体が1つになるまで①を繰り返す。
③まとめた2つの一方に0、もう一方に1を割り当て、最後にまとめた所から順にたどって符号を作る。何回もまとめられた記号ほど、符号が長くなる。
この文字列をハフマン符号で表したときの全体のビット数（符号と記号の対応表のデータ量は含めない）と、5種類を区別できる最小のビット数の固定長符号で表したときと比べた圧縮率の組合せとして、最も適切なものはどれか。ここでは、圧縮率＝ハフマン符号で表したビット数÷固定長符号で表したビット数（%）とする。

①39ビット、約65%
②43ビット、約140%
③43ビット、約72%
④67ビット、約112%

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正解 ③43ビット、約72%

解説
正解は「43ビット、約72%」。

手順
①まとめる順：D（2回）とE（2回）で4、C（3回）と4で7、B（5回）と7で12、A（8回）と12で20。
②符号の長さは、まとめられた回数と同じ。Aは1ビット、Bは2ビット、Cは3ビット、DとEは4ビット（例：A＝0、B＝10、C＝110、D＝1110、E＝1111）。
③全体のビット数：8×1＋5×2＋3×3＋2×4＋2×4＝43ビット。
④固定長符号：5種類を区別するには3ビット必要（2ビットでは4種類まで）なので、20×3＝60ビット。圧縮率は43÷60＝約72%。実際のファイルでは対応表の分も加わります。圧縮率の言い方は資料によって違い、元の何%になったかを言う場合と、何%減ったかを言う場合があるので、問題文の定義を必ず確かめます。

ひっかけ注意

・「39ビット、約65%」…A〜Cを1・2・3ビット、DとEも3ビットとした誤り。この長さの組合せでは符号の区切りが一意に決まらないため、ハフマン木を作って長さを決める。
・「43ビット、約140%」…割る向きが逆（60÷43）。定義は、ハフマン符号のビット数÷固定長符号のビット数で、100%より小さければ小さくなったことを表す。
・「67ビット、約112%」…多く出る記号に長い符号を付けた場合（A・Bを4ビット、Eを1ビットなど）。出現回数の多い記号ほど短い符号にするのがハフマン符号の考え方。

問26-2・応用

放送部のAさんは、校内放送用に、次の表の設定で音声を録音する。圧縮はしない。

項目	設定
標本化周波数	44,100Hz（1秒間に44,100回の標本化）
量子化ビット数	16ビット
チャンネル数	2（ステレオ）
録音する時間	1分間

1MB＝1,000,000バイト、1バイト＝8ビットとするとき、この音声のデータ量として最も近いものはどれか。

①約5.3MB
②約84.7MB
③約10.1MB
④約10.6MB

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正解 ④約10.6MB

解説
正解は「約10.6MB」。

手順
表の値を使う。①1秒あたりのビット数：44,100回×16ビット×2チャンネル＝1,411,200ビット。
②60秒分：1,411,200×60＝84,672,000ビット。
③8で割ってバイトに直すと10,584,000バイト。1,000,000で割ると約10.6MBです。

ひっかけ注意

・「約5.3MB」…チャンネル数の2を掛け忘れ、モノラル（1チャンネル）として計算した値です。
・「約84.7MB」…ビットのまま1,000,000で割った値で、バイトへの換算を忘れています。
・「約10.1MB」…1MBを1,048,576バイトとして割った値で、問題文の前提と違います。

問36-2・応用

Aさんは、白と黒の2色だけの画像を、次の方式で記録することを考えた。
・1行は16画素で、そのまま記録すると1画素1ビットで16ビットになる。
・方式：行を、同じ色が続く部分（連）に分け、連ごとに「色（1ビット）」と「続く個数（4ビット）」の合計5ビットで記録する。続く個数は1〜16個なので、1を引いた値（0〜15）を4ビットで表す。
例えば図の「白6・黒3・白7」は、連が3つなので15ビットになる。
次の行のうち、この方式で記録すると、そのまま記録する場合（16ビット）よりデータ量が多くなるものはどれか。

自作の図

①白6・黒2・白2・黒6
②白5・黒6・白5
③白8・黒8
④白16

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正解 ①白6・黒2・白2・黒6

解説
正解は「白6・黒2・白2・黒6」。連が4つあるので、5×4＝20ビットになり、16ビットより多くなります。

手順
①この方式のデータ量は、連の数×5ビットです。図の例は連が3つなので15ビットです。
②連が3つなら15ビット、4つなら20ビットです。
③つまり、連が4つ以上になると、そのまま記録した16ビットを上回ります。

ひっかけ注意

・「白5・黒6・白5」…連は3つで15ビット。16ビットよりわずかに少なくなる。
・「白8・黒8」…連は2つで10ビット。そのまま記録するより6ビット少ない。
・「白16」…連は1つで5ビット。個数16は1を引いた15（2進数で1111）として4ビットに収まる。同じ色が長く続くほど、この方式（ランレングス圧縮の考え方）の効果が大きい。

問46-2・応用

文化祭実行委員のAさんは、校内の案内図を作っている。図は最初の案で、飲食の教室を赤、展示の教室を緑で塗り分け、色の説明だけで区別できるようにしていた。先生から「色の見え方には個人差があるので、見直したほうがよい」と助言を受けた。
見直しの方法として最も適切なものはどれか。

自作の模式図

①赤と緑を、それぞれもっと鮮やかな赤と緑に変えてから塗り分ける
②色に加えて、模様や文字でも飲食と展示を区別できるようにする
③色の種類を増やし、教室ごとに違う色でさらに細かく塗り分ける
④教室名の文字を小さくし、色で塗る面積をもっと広くする

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正解 ②色に加えて、模様や文字でも飲食と展示を区別できるようにする

解説
正解は「色に加えて、模様や文字でも飲食と展示を区別できるようにする」。

なぜ
図の最初の案では、飲食と展示の違いが色だけで示されています。色の見え方には個人差があり、赤と緑の区別がつきにくい人もいます。色だけに頼らず、模様・形・文字など別の手がかりを重ねると、より多くの人に伝わります。これは、できるだけ多くの人が使いやすいように作る、ユニバーサルデザインの考え方です。

ひっかけ注意

・「赤と緑を、それぞれもっと鮮やかな赤と緑に変えてから塗り分ける」…彩度を上げても、赤と緑の区別がつきにくい人には違いが伝わりにくいまま。色だけに頼る点が変わらない。
・「色の種類を増やし、教室ごとに違う色でさらに細かく塗り分ける」…色だけで区別する点は変わらず、見分けるべき色が増えて、かえって分かりにくくなる。
・「教室名の文字を小さくし、色で塗る面積をもっと広くする」…文字という色以外の手がかりを弱めるため逆効果。WCAG 2.0の達成基準1.4.1も、色だけで情報を伝えないことを求めている。

問56-2・応用

生徒会のAさんは、説明資料で次の3つの内容を図にまとめる。
ア：生徒会長・各委員長・委員という、組織の上下の関係
イ：美術部と写真部の両方に入っている生徒がいることを示す、集団の重なり
ウ：文化祭の準備の作業順序と、天候によって作業が分かれる流れ
図のP〜Rは、使える図の形の例である。ア〜ウに用いる図の組合せとして最も適切なものはどれか。

自作の模式図

①ア：R　イ：Q　ウ：P
②ア：Q　イ：P　ウ：R
③ア：Q　イ：R　ウ：P
④ア：P　イ：R　ウ：Q

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正解 ③ア：Q　イ：R　ウ：P

解説
正解は「ア：Q　イ：R　ウ：P」。Qはツリー図、Rはベン図、Pはフローチャートです。

なぜ
情報を図にするときは、伝えたい関係に合った図を選びます。上下の関係（階層）は、枝分かれで表すツリー図（Q）が向いています。集団の重なりは、円の重なりで表すベン図（R）が向いています。作業の順序や条件による分かれ道は、ひし形の分岐があるフローチャート（P）が向いています。

ひっかけ注意

・「ア：R　イ：Q　ウ：P」…アとイが逆。Rのベン図は円の重なりで集団の関係を示すため、組織の上下関係には向かない。Qのツリー図は枝分かれなので重なりを表せない。
・「ア：Q　イ：P　ウ：R」…イとウが逆。Pのフローチャートは処理の順序と条件による分かれ道を表す図で、集団の重なりを示すときは使わない。
・「ア：P　イ：R　ウ：Q」…アとウが逆。組織の上下関係は手順ではないのでQのツリー図、天候によって作業が分かれる場合のような手順はPのフローチャートで表す。

問66-2・応用

Aさんは、音の波形を一定の時間ごとに標本化し、その値を0〜7の8段階で量子化した。各段階の値は、3ビットの2進数（0は000、7は111）で表す。図は、その波形と、ある3つの時刻で得られた段階の値（点）を示したもので、値は順に6、1、3であった。
この3つの値を、時刻の順に3ビットずつつなげたビット列として正しいものはどれか。

自作の模式図（段階の値は問題文と同じ）

①011100110
②011000010011
③101000010
④110001011

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正解 ④110001011

解説
正解は「110001011」。

手順
①図の1つ目の点の値6を2進数にすると110です（4＋2）。
②1は001、3は011です（3ビットにそろえるため、左に0を補います）。
③時刻の順につなげると、110・001・011で110001011になります。

ひっかけ注意

・「011100110」…各値の2進数を左右逆に書いた場合です（110→011、001→100、011→110）。
・「011000010011」…4ビットずつで表した場合です。問題の条件は3ビット（8段階）です。
・「101000010」…段階を1〜8と数え、値を1ずつ小さく（5、0、2）して変換した場合です。

問76-2・応用

Aさんは、図のように、横4000画素×縦3000画素の写真を、Webページ用に横1000画素×縦750画素に縮小して保存した。1画素あたりのビット数は変えず、圧縮はしないものとする。
縮小後の写真のデータ量は、縮小前の何分の1になるか。

自作の模式図（大きさの比は画素数の比のとおり）

①16分の1
②4分の1
③8分の1
④64分の1

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正解 ①16分の1

解説
正解は「16分の1」。

手順
①図のとおり、横は4000→1000で4分の1、縦も3000→750で4分の1になります。
②画素の数は横×縦なので、4分の1×4分の1＝16分の1になります（12,000,000画素→750,000画素）。
③1画素あたりのビット数は同じなので、データ量も16分の1です。

ひっかけ注意

・「4分の1」…横か縦の片方だけの縮み方で、面積（画素の数）の変化になっていません。
・「8分の1」…縦と横の縮み方（4と4）を掛けずに足してしまった値です。
・「64分の1」…縦・横の4分の1に加えて、さらに4分の1を掛けてしまった値（4×4×4）です。1画素あたりのビット数は変わらないので、掛けるのは縦と横の2回だけです。

問86-2・応用

美術部のAさんは、部のロゴを、文化祭の大きな看板用に何倍にも拡大して印刷したい。図は、同じ丸いロゴを、ラスタ形式とベクタ形式のどちらかで保存して、大きく拡大表示したものである（XとYのどちらがどちらの形式かは書いていない）。ロゴを保存する画像の形式について、友人と話し合った。
拡大に適した形式とその理由の組合せとして正しいものはどれか。

自作の模式図

①ラスタ形式：画素ごとに色の情報を記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない
②ベクタ形式：図形を座標や線の情報で記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない
③ベクタ形式：画素ごとに色の情報を記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない
④ラスタ形式：図形を座標や線の情報で記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない

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正解 ②ベクタ形式：図形を座標や線の情報で記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない

解説
正解は「ベクタ形式：図形を座標や線の情報で記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない」。

なぜ
図のYのように輪郭がなめらかなままなのがベクタ形式、Xのように画素が目立って輪郭が階段状になるのがラスタ形式です。ベクタ形式は、点の位置（座標）や線・曲線の情報で図形を記録し、表示のたびに計算して描きます。そのため、拡大しても輪郭がなめらかなままです。一方、ラスタ形式（ビットマップ形式）は画素ごとの色を記録するので、拡大すると画素が目立ち、輪郭がギザギザ（ジャギー）になります。

ひっかけ注意

・「ラスタ形式：画素ごとに色の情報を記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない」…ラスタ形式の記録の仕方は正しいが、拡大すると画素が目立ち、輪郭がギザギザになるため、看板用のロゴには向かない。
・「ベクタ形式：画素ごとに色の情報を記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない」…ベクタ形式は画素ごとの色では記録しない。点の座標と線・曲線の情報を持ち、表示のたびに計算して描く点が違い。
・「ラスタ形式：図形を座標や線の情報で記録するので、拡大しても輪郭が粗くならない」…座標や線で記録するのはベクタ形式。ラスタ形式は画素の並びで記録するため、拡大すると粗くなる。

問96-2・応用

Aさんは、画像の色の表し方を調べている。RGBの各色を8ビット（256段階）で表すと、表せる色の数は256×256×256＝16,777,216色になる。次の表は、1色あたりのビット数と、表せる段階の数である。

1色あたりのビット数	4	5	8
表せる段階の数	16	32	256

画像のデータ量を減らすため、各色を5ビットで表すことにした。このとき表せる色の数はどれか。

①96色
②65,536色
③32,768色
④4,096色

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正解 ③32,768色

解説
正解は「32,768色」。

手順
①表のとおり、5ビットで表せる段階は、2を5回掛けて32段階です。
②R・G・Bの3色それぞれが32段階なので、32×32×32を計算します。
③32×32×32＝32,768色です（2の15乗と同じ）。

ひっかけ注意

・「96色」…32×3と足し算のように計算した値です。色の組合せは掛け算で数えます。
・「65,536色」…2の16乗で、1画素を16ビットで表した場合の数です。5ビット×3色は15ビットです。
・「4,096色」…各色を4ビット（16段階）で表した場合の16×16×16の値です。

問106-2・応用

放送部のAさんは、校内向けの短い動画を作っている。動画の条件は次の表のとおりである。音声は考えず、圧縮はしないものとする。

項目	値
画素数	横640画素×縦480画素
1画素のビット数	24ビット
フレームレート	1秒あたり30フレーム（30枚の画像）
長さ	10秒

1MB＝1,000,000バイト、1バイト＝8ビットとするとき、この動画のデータ量として最も近いものはどれか。

①約2212MB
②約9.2MB
③約27.6MB
④約276MB

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正解 ④約276MB

解説
正解は「約276MB」。

手順
表の値を使う。①1フレームのデータ量：640×480＝307,200画素、24ビット＝3バイトなので、307,200×3＝921,600バイト。
②1秒は30フレーム、10秒で300フレームです。921,600×300＝276,480,000バイト。
③1,000,000で割ると約276MBです。

ひっかけ注意

・「約2212MB」…ビットのまま1,000,000で割った値で、バイトへの換算（8で割る）を忘れています。
・「約9.2MB」…フレーム数の30を掛け忘れ、10枚分として計算した値です。
・「約27.6MB」…長さの10秒を掛け忘れ、1秒分として計算した値です。

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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。