令和4年度春期 応用情報技術者試験 午前 問1

分野:基礎理論|実際に出題されたIPA過去問題

浮動小数点数を,仮数部が7ビットである表示形式のコンピュータで計算した場合,情報落ちが発生しないものはどれか。ここで,仮数部が7ビットの表示形式とは次のフォーマットであり,( )₂内は2進数,Yは指数である。また,{ }内を先に計算するものとする。

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.  {(1.1)₂×2⁻³+(1.0)₂×2⁻⁴}+(1.0)₂×2⁵
  2.  {(1.1)₂×2⁻³-(1.0)₂×2⁻⁴}+(1.0)₂×2⁵
  3.  {(1.0)₂×2⁵+(1.1)₂×2⁻³}+(1.0)₂×2⁻⁴
  4.  {(1.0)₂×2⁵-(1.0)₂×2⁻⁴}+(1.1)₂×2⁻³
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正解:ア

AI解説

情報落ちとは、絶対値の差が非常に大きい数値同士を浮動小数点で加減算する際に、指数をそろえる過程で値の小さい方の有効桁が仮数部の桁数からあふれて失われてしまう現象である。選択肢アでは、まず指数が近い(絶対値の小さい)数値同士を先に計算し、その結果を最後に絶対値の大きい数値と演算する順序になっており、この順序によって情報落ちの影響を避けられる組合せとなっているためアが正解となる。 ア: 正しい。まず指数の近い小さな数値同士を先に加算し、その結果を最後に大きな数値と演算する順序になっており、情報落ちが発生しない。 イ: 小さな数値同士の減算を先に行う順序であり、近い値同士の減算による桁落ちの影響を受ける組合せとなっている。 ウ: 絶対値の大きい数値と小さい数値を先に演算するため、その時点で小さい数値の有効桁が失われる情報落ちが発生する組合せである。 エ: 絶対値の大きい数値と小さい数値を先に演算するため、その時点で情報落ちが発生する組合せである。 💡 情報落ち対策の基本は「絶対値が近い数値同士を先に計算し、絶対値の差が大きい数値との演算は最後に回す」という計算順序の工夫である。桁落ち(近い値同士の減算での有効桁の消失)との違いも合わせて整理しておく。

出典:令和4年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問1 / 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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