平成26年度春期 応用情報技術者試験 午前 問4

分野:基礎理論(2進数・論理・集合・確率統計・情報理論・AI/機械学習の理論・オートマトン・形式言語・計算量)|実際に出題されたIPA過去問題

表は,入力記号の集合が{0,1},状態集合が{a,b,c,d}である有限オートマトンの状態遷移表である。長さ3以上の任意のビット列を左(上位ビット)から順に読み込んで最後が110で終わっているものを受理するには,どの状態を受理状態とすればよいか。

問題の図表(IPA公式問題冊子より引用)
図表:IPA公式問題冊子より
  1.  a
  2.  b
  3.  c
  4.  d
解答・解説を見る

正解:ウ

AI解説

この有限オートマトンは、入力ビット列の末尾が「110」で終わるかどうかを、直前まで読んだ記号列がパターン「110」のどこまで一致しているか(接頭辞の一致長)を状態として保持しながら判定する構成になっている。状態遷移表をたどると、記号列の末尾がちょうど「110」で終わった直後に到達する状態がcであり、この状態を受理状態とすれば「最後が110で終わる」任意のビット列を過不足なく受理できる。 ア: aは初期状態、あるいはパターンとまだ一致していない状態に相当し、ここで受理すると「110」で終わらない文字列まで誤って受理してしまう。 イ: bは「1」までは一致したがまだ「110」の途中である状態に相当し、この状態で受理すると末尾が「110」で終わっていない文字列も受理してしまう。 ウ: 正しい。状態遷移表上、直前の3記号が「110」で終わったときにちょうど到達する状態がcであり、これを受理状態とすれば条件を満たす文字列だけを受理できる。 エ: dを受理状態にすると、状態遷移表の構造上、末尾が「110」以外で終わる文字列を受理してしまう、または「110」で終わる文字列を取りこぼしてしまい、条件と一致しない。 💡 「文字列が特定のパターンで終わるかどうか」を判定するオートマトンは、状態を「パターンとどこまで一致したか」の進捗として設計するのが定石。表を読むときは、パターンの各記号を1文字ずつ与えたときにどの状態へ遷移するかを追跡すると受理状態を特定しやすい。

出典:平成26年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問4 / 独立行政法人情報処理推進機構(IPA)
※Web掲載用に表記を一部変更しています。図表はIPA公式問題冊子から引用しています。著作権はIPAに帰属します。
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