大学入学共通テスト(情報) 過去問
令和4年度(2022年度)本試験
問12 (<旧課程>情報関係基礎(第1問) 問12)

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問題

大学入学共通テスト(情報)試験 令和4年度(2022年度)本試験 問12(<旧課程>情報関係基礎(第1問) 問12) (訂正依頼・報告はこちら)

次の文章を読み、空欄( ス )に入れるのに最も適当なものを、後の解答群のうちから一つ選べ。

アナログ信号をディジタル化するには、次の方法が広く使われている。まず、一定の時間間隔でアナログ信号の波の高さを取り出す。この操作を( シ )といい、1秒間に( シ )する回数を( シ )周波数(以降、fと呼ぶ。)という。次に、( シ )により取り出した値が、あらかじめ設定した段階のどれに最も近いかを判断し、その段階に対応する整数の段階値を割り当てる。この操作を( ス )といい、設定できる段階の数を決めるものを( ス )ビット数(以降、Qと呼ぶ。)という。このようにして割り当てられた値を2進法で符号化する。符号化した値を順に並べることでディジタル化が完了する。
この方法で、次の図3に示すアナログ信号をディジタル化する。Qを3ビットとすると、段階の数は( セ )になる。fを10Hzとし、Qを3ビットとすると、時刻0の時から順に表したディジタルデータの先頭12ビットは( ソ )となる。これに対してfを5Hzとし、Qを3ビットとすると、時刻0の時から順に表したディジタルデータの先頭12ビットは( タ )となる。

1秒あたりのデータ量は、( チ )で求められる。一般的な音楽CDでは、fに44100Hz,Qに16ビットが用いられ、圧縮せずに記録されている。この設定でディジタル化する場合、左右二つのデータが必要なステレオ音声では、1秒間あたり( ツ )バイトのデータ量が必要になる。
ディジタル化の際に( ス )によって誤差が生じるが、( テ )ことで、この誤差を小さくできる。しかし、( ト )。
問題文の画像
  • 電子化
  • 分子化
  • 数値化
  • 標本化
  • 分散化
  • 量子化
  • 信号化
  • 暗号化

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この過去問の解説 (3件)

01

問題文では、

「(シ)により取り出した値が、あらかじめ設定した段階のどれに最も近いかを判断し、その段階に対応する整数の段階値を割り当てる。この操作を(ス)という」

とあります。

これは、取り出したアナログ値を決められた段階(レベル)に丸める操作のことです。
この操作は 量子化 と呼ばれます。

また、

設定できる段階の数を決めるものを(ス)ビット数(Q)

とあるので、「量子化ビット数」という言葉になります。これも一致しています。

選択肢1. 電子化

アナログからデジタルへの変換全体を指す言葉であり、個別の操作名ではありません。

選択肢2. 分子化

化学分野で使われる用語であり、信号処理とは無関係です。

 

選択肢3. 数値化

数値に変換するという広い意味の言葉で、正式な専門用語ではありません。

 

選択肢4. 標本化

一定時間ごとに値を取り出す操作であり、これは(シ)に入る語です。

 

選択肢5. 分散化

物事を分散させる意味であり、この文脈には適しません。

 

選択肢6. 量子化

取り出した値を段階に割り当てる操作を指す専門用語です。

 

選択肢7. 信号化

信号に変換するという一般的な意味で、ここでは不適切です。

 

選択肢8. 暗号化

情報を読めない形に変える操作であり、内容が異なります。

まとめ

空欄(ス)に入る語は

量子化 です。

 

参考になった数0

02

アナログ信号とは、音、光、電圧などのように、連続的に変化する電気信号のことです。
これを「0」と「1」のデータにディジタル化すると、コンピュータで処理ができるようになります。


アナログ信号のディジタル化は、標本化、量子化、符号化の3段階で行われます。

選択肢1. 電子化

不適当です。
電子化とは、紙の資料をPDFなどのデジタルデータに変換することです。

選択肢2. 分子化

不適当です。
分子化とは、2つ以上の原子が結びついて分子になることです。

選択肢3. 数値化

不適当です。
数値化とは、抽象的な情報を具体的な数値で表現することです。

選択肢4. 標本化

不適当です。
標本化は、空欄( シ )に当てはまります。

選択肢5. 分散化

不適当です。
分散化とは、1か所に集中していたモノを、複数の場所に分割して配置することです。

選択肢6. 量子化

適当です。
量子とは、物質を形づくる最小の単位のことです。

選択肢7. 信号化

不適当です。
信号化とは、連続的に変化する電気信号を符号化して、コンピュータで処理ができるようにすることです。
ディジタル化も信号化の一種です。

選択肢8. 暗号化

不適当です。
暗号化とは、デジタルデータを第三者が解読できないように変換するセキュリティ技術です。

参考になった数0

03

正解は「量子化」です。

 

アナログ信号は連続的なデータであるため、図3のようになめらかな曲線で表されます。

一方でディジタル信号は、一定の時間間隔で波の高さを決めて(離散的なデータ)、それをつなげると曲線のように表すことができます。

 

アナログ信号をディジタル信号に変換するために、まずはアナログ信号を一定の時間間隔で測定し、波の高さを取り出しました。

 

次に必要なのは、取り出した波の高さを、あらかじめ設定した段階値に割り当てる量子化です。

ディジタル信号は少数のような中途半端な値を嫌うため、キリのよい値に割り当てるイメージです。

選択肢1. 電子化

不適切です。

選択肢2. 分子化

不適切です。

選択肢3. 数値化

不適切です。

選択肢4. 標本化

不適切です。

選択肢5. 分散化

不適切です。

選択肢6. 量子化

適切です。量子化は、アナログ信号から取り出した波の高さを、あらかじめ設定した段階値に割り当てる操作のことです。

選択肢7. 信号化

不適切です。

選択肢8. 暗号化

不適切です。

まとめ

アナログ信号をディジタル化するために、アナログ信号から取り出した波の高さの値はそのままでは扱えないので、量子化をする必要があります。

参考になった数0