コンピュータとプログラミング

このページでは、コンピュータとプログラミングについて、電験三種の機械科目の試験で実際に出題された、過去問題を解説しています。

電験三種－機械（情報）過去問

電験三種－機械（情報）過去問

1997年（平成9年）問11

計算機システム信頼度性に関して、いくつかのサブシステムを結合する場合、結合の形態によってシステム全体の信頼性に差異が生ずる。図のS₁，S₂及びS₃の結合形態のなかで信頼性の高い順に並べたのは、(1)から(5)までのうちどれか。ただし、平均故障間隔(MTBF)及び平均修復時間(MTTR)は各サブシステムとも同じとする。

(ウ) ＞ (ア) ＞ (イ)　
(イ) ＞ (ウ) ＞ (ア)　
(イ) ＞ (ア) ＞ (ウ)　
(ウ) ＞ (イ) ＞ (ア)　
(ア) ＞ (イ) ＞ (ウ)

1997年（平成9年）問11　過去問解説

(ア)　システム中、1個のサブシステムでもダウンするとシステムが停止します。
(イ)　システム中、S₁とS₂がダウンしてもシステムは停止しません。全てのサブシステムがダウンした場合システムがダウンします。
(ウ)　システム中、S₃がダウンすると、システムがダウンします。S₁もしくはS₂のいずれかが正常でS₃が正常であれば、システムは稼動します。

したがって、稼働率の最も大きいのは、(イ)で、次に(ウ)(ア)の順になります。

答え (2)

2000年（平成12年）問14

RLC直列共振回路に一定の正弦波交流電圧を加え、共振周波数を中心に周波数を $F(1)$ から $F(100)$ まで変化させたときのRの両端の電圧を $V(1)$ から $V(100)$ までとして測定した。
プログラムにより、そのデータ $V(1)$ から $V(100)$ までの値から、回路を流れる電流 $I(1)$ から $I(100)$ までを計算し、その電流が最大値のときのデータ番号 $N$ を $N0$ と定め、共振電流 $I(N0)$ を $I0$ 、共振周波数 $F(N0)$ を $F0$ として求める。
また、電流 $\displaystyle\frac{I0}{\sqrt{2}}$ の値に最も近くなる周波数F1、F2を、$\displaystyle\frac{I0}{\sqrt{2}}$ と $I(N)$ との差が最小となる周波数として求め、回路の $Q$ を計算する。
この計算について、次の(a)及び(b)に答えよ。ただし、周波数の大小関数は、$F1＜F0＜F2$ とする。(BASIC言語)

(a) プログラムの空白箇所(ア)及び(イ)に記入する式として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

	(ア)	(イ)
(1)	$I(N)<=I0$	$I(1)$
(2)	$I(N)>I0$	$I(N)$
(3)	$I0<I(N)$	$I(1)$
(4)	$I(N)>=I0$	$I(N)$
(5)	$I0<I(N)$	$I(N0)$

(b) プログラムの空白箇所(ウ)及び(エ)に記入する式として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

	(ウ)	(エ)
(1)	$ABS(I(N)-I0/SQR(2))$	$F(N)$
(2)	$ABS(I0/SQR(2)-I(N))$	$F(N0)$
(3)	$ABS(I0-I(N)/SQR(2))$	$F(N0)$
(4)	$ABS(I(N)/SQR(2)-I0)$	$F(N)$
(5)	$ABS(I0/SQR(2)-I(N))$	$F(0)$

2000年（平成12年）問14　過去問解説

行番号120～150は、周波数とその電圧値を100件分読み込むとともに、電流値を配列 $I$ に入れます。
行番号160～220は、電流値100件分内から共振電流とそのときの共振周波数を求め、その結果を $I0$(最大電流)及びそのときの共振周波数を $F0$ に記憶します。
行番号230～260は、配列番号１から100のほぼ中央のＮ番までの、｜最大電流の $\displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}}$ – 各実効電流｜の最小値を求め、そのときの周波数を $F1$ に記憶します。
)行番号270～300は、100のほぼ中央のＮ番から100までの、｜最大電流の $\displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}}$ – 各実効電流｜の最小値を求め、そのときの周波数を $F2$ に記憶します。
行番号310は、回路の $Ｑ=最大電流時の周波数/|(F1-F2)|$の式より、$Ｑ$ を求めます。
行番号410～470は、$\displaystyle\frac{I0}{\sqrt{2}}$ と $I(N)$ との差が最小になるときの差の値と、そのときの周波数 $F(N)$を求めています。

答え (a)-(5)，(b)-(1)

2002年（平成14年）問14

ある事業所における8月の消費電力を１時間毎に測定したデータP()がある。下記は、そのデータから消費電力が最大値PMを示す日NOの日負荷特性データPMX()と、8月中の平均の日負荷特性データPAVE()を求めるBASIC言語によるプログラムについて、次の(a)及び(b)に答えよ。ただし、PS()は、データP()を同じ時間帯毎に合計した値である。

(a) このプログラムの空白箇所(ア) , (イ)及び(ウ)に記入する式はどれか。

	(ア)	(イ)	(ウ)
(1)	P(N,J)<PM	PM=P(NO,J)	NO=N
(2)	P(N,J)<PM	PM=P(N,J)	NO=N
(3)	PM>=P(N,J)	N=NO	PM=P(NO,J)
(4)	PM<=P(J,N)	NO=N	PM=P(J,NO)
(5)	P(J,N)>=PM	PM=P(J,N)	NO=N

(b) このプログラムの空白箇所(エ) , (オ)及び(カ)に記入する式はどれか。

	(エ)	(オ)	(　カ　)
(1)	PS(J)=PS(J)+P(J,NO)	PAVE(J)=PS(J)/N	PMX(J)=P(J,NO)
(2)	PS(J)=P(J,N)+P(N,J)	PAVE(J)=PS(J)/31	PMX(J)=P(J,NO)
(3)	PS(J)=PS(J)+P(NO,J)	PAVE(J)=PS(J)/N	PMX(J)=P(NO,J)
(4)	PS(J)=PS(J)+P(N,J)	PMX(J)=P(J,N)	PAVE(J)=PS(J)/31
(5)	PS(J)=PS(J)+P(N,J)	PMX(J)=P(NO,J)	PAVE(J)=PS(J)/31

2002年（平成14年）問14　過去問解説

行番号100～110について
　①Ｐ(31、24)の配列(記憶場所)
　②ＰＭＡＸ(24)の配列
　③ＰＳ(24)は、消費電力の合計を記憶させます。
　④ＰＡＶＥ(24)は、平均消費電力を記憶させます。
行番号120～160について
320行以降の省略中のDATA文よりでデータを読み出し①のP(31,24)にデータを記憶させます。
行番号170～240について
最大値PMとその日をNOに記憶させます。
配列PS(24)に各時間の合計消費電力を計算します。
配列PMX(24)に各時間ごとの最大消費電力を記憶します。
配列PAVE(24)に各時間ごとの平均消費電力を計算し、記憶します。

答え (a)-(2)，(b)-(5)

2003年（平成15年）問18

図1は、5個の数値を大きい順(降順)に並べ換えるプログラムの流れ図である。図2は、5個の数値を小さい順(昇順)に並べ替えるプログラムの流れ図である。次の(a)及び(b)に答えよ。

ただし、流れ図のループ始端には、上段にループ変数名、下段の左側からループ変数の初期値、終了条件、増分(+1の場合は省略)を示す。
なお、流れ図記号は、JISX0121による。

(a) 図1中の配列 D(1)～D(5) に、初期値データを下表のとおり格納する。このデータを図1に従って処理すると、降順に並べ替えが終了する。この並べ替えの終了までに実行される図1中の(ア)の処理 (D(1)→W) の実行回数として正しいのは次のうちどれか。

(1) 5　(2) 6　(3)7　(4) 8　(5)9

(b) 図2中の配列 D(1)～D(5) に、初期値データを下表のとおり格納する。このデータを図2に従って処理すると、昇順に並べ替えが終了する。この並べ替えの終了までに実行される図2中の(イ)の処理 (D(J)→W) の実行回数として正しいのは次のうちどれか。
ただし、流れ図において変数 S はデータの交換の必要がなくなった時点でプログラムを終了させるために使用している。

(1) 5　(2) 6　(3)7　(4) 8　(5)9

2003年（平成15年）問18　過去問解説

(a) の解答

1回目　51342
2回目　53142
3回目　53412
4回目　53421
5回目　54321

答え (1)

(b) の解答

1回目　35142
2回目　31542
3回目　31452
4回目　31425
5回目　13425
6回目　13245
7回目　12345

答え (3)

2005年（平成17年）問18

次のプログラムは、昇順に整列している正の 20 個の整数データ列DT()から、ある与えられた数値KEY が何番目のデータであるかを探し出す、二分検索によるプログラムである。この方法は、データ列を上位グループと下位グループの半分に分け、分割の境目のデータDT(M)とKEYとを比較し、KEY がどちらのグループに入っているかを判別する。もし、KEYが上位グループにあれば下位グループを除いて探索範囲を上位グループに限定する。そこで再び上位グループのデータ列を半分に分け、分割の境目データDT(M)とKYEとを比較し、KEYがどちらのグループにあるかを判別してた探索範囲をさらに限定する。この処理を繰り返し行い、KYEが何番目のデータであるかを特定する。なお、探索の範囲において、常にデータ列の最小値をDT(I)、最大値をDT(J)とする。

このプログラムについて、次の(a)及び(b)に答えよ。

(a) このプログラムの空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)及び(エ)に記入する式として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

(b) 昇順に並べた数値データ20個を以下に示す。

KEYの値を30としてプログラムを実行したとき、プログラム中の(ウ)と(エ)の実行回数として、正しい値を組み合わせのは次のうちどれか。

2005年（平成17年）問18　過去問解説

(a) の解答

答え (4)

(b) KEYの値を30としてプログラムを実行したとき、分割の境目のデータ番号mは①～⑤のように変化します。この間，(ウ)と(エ)は2回ずつ実行されます。

答え (3)

2007年（平成19年）問18

分解能が２［mV］のD-A変換器について、図を参考にして次の(a)及び(b)に答えよ。

(a) 12 ビットのディジタル入力量の(000) ₁₆ を0［V］の出力電圧として、正の電圧のみを扱うユニポーラ・コードによる D-A 変換器の場合、ディジタル入力量の(9C4) ₁₆ は、(　ア　)［V］の出力電圧になる。
ディジタル入力量の(000) ₁₆から(FFF) ₁₆の範囲で、(800)₁₆を 0［V］の出力電圧とし、(000) ₁₆ 側を負、(FFF) ₁₆側を正とするオフセット・バイナリ・コードによる D-A 変換器の場合、出力電圧の範囲は、(　イ　)［V］となる。
また、2 の補数を用いて正負の電圧を扱うバイポーラ・コードによる D-A 変換器では、ディジタル入力量の(A24) ₁₆ は、(　ウ　)［V］の出力電圧になる。

上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)及び(ウ)に当てはまる数値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

(b) このD-A 変換器がユニポーラ・コードのD-A 変換器の場合、出力電圧 1.250［V］を得るためのディジタル入力量は、(　エ　)となる。
この D-A変換器がオフセット・バイナリ・コードのD-A 変換器の場合、出力電圧1.250［V］を得るためのディジタル入力量は、(　オ　)、出力電圧-1.250［V］を得るためのディジタル入力量は、(　カ　)となる。
この D-A 変換器が 2 の補数によるバイポーラ・コードの D-A 変換の場合、出力電圧-1.250［V］を得るためのディジタル入力量は、(　キ　)となる。

上記の記述中の空白箇所(エ)，(オ)，(カ)及び(キ)に当てはまる数値として、正しいのものを組み合わせたのは次のうちどれか。

2007年（平成19年）問18　過去問解説

(a) 12 ビットのディジタル入力量の(000) ₁₆ を0［V］の出力電圧として、正の電圧のみを扱うユニポーラ・コードによる D-A 変換器の場合、ディジタル入力量の(9C4) ₁₆ は、(　5.000　)［V］の出力電圧になる。
ディジタル入力量の(000) ₁₆から(FFF) ₁₆の範囲で、(800)₁₆を 0［V］の出力電圧とし、(000) ₁₆ 側を負、(FFF) ₁₆側を正とするオフセット・バイナリ・コードによる D-A 変換器の場合、出力電圧の範囲は、(　-4.096～4.094　)［V］となる。
また、2 の補数を用いて正負の電圧を扱うバイポーラ・コードによる D-A 変換器では、ディジタル入力量の(A24) ₁₆ は、(　-3.000　)［V］の出力電圧になる。

答え (5)

(b) このD-A 変換器がユニポーラ・コードのD-A 変換器の場合、出力電圧 1.250［V］を得るためのディジタル入力量は、(　(271)₁₆　)となる。
この D-A変換器がオフセット・バイナリ・コードのD-A 変換器の場合、出力電圧1.250［V］を得るためのディジタル入力量は、(　(A71)₁₆　)、出力電圧-1.250［V］を得るためのディジタル入力量は、(　(58F)₁₆　)となる。
この D-A 変換器が 2 の補数によるバイポーラ・コードの D-A 変換の場合、出力電圧-1.250［V］を得るためのディジタル入力量は、(　(D8F)₁₆　)となる。

答え (1)

2008年（平成20年）問14

記憶装置には、読み取り専用として作られた ROM※1 と読み書きができる RAM※2 がある。 ROM には、製造過程においてデータを書き込んでしまう(　ア　) ROM、電気的にデータの書き込みと消去ができる(　イ　) ROM などがある。また、RAM には、電源を切らない限りフリップフロップ回路などでデータを保持する(　ウ　) RAM と、データを保持するために一定時間内にデータを再書き込みする必要のある(　エ　) RAM がある。

上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)及び(エ)に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

2008年（平成20年）問14　過去問解説

記憶装置には、読み取り専用として作られた ROM※1 と読み書きができる RAM※2 がある。 ROM には、製造過程においてデータを書き込んでしまう(　マスク　) ROM、電気的にデータの書き込みと消去ができる(　EEP　) ROM などがある。また、RAM には、電源を切らない限りフリップフロップ回路などでデータを保持する(　スタティック　) RAM と、データを保持するために一定時間内にデータを再書き込みする必要のある(　ダイナミック　) RAM がある。

答え (2)

2008年（平成20年）問18

30 件分の使用電力量のデータ処理について、次の(a)及び(b)に答えよ。

(a) 図1 は、30 件分の使用電力量の中から最大値と30 件分の平均値を出力する一つのプログラムの流れ図を示す。図1中の(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)に当てはまる処理として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

(b) 図2は、30 件の使用電力量を大きい順(降順)に並べ替える一つのプログラムの流れ図を示す。図2中の(オ)、(カ)及び(キ)に当てはまる処理として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

2008年（平成20年）問18　過去問解説

(a) d(1)～d(30)の電力量データで、d(1)をS に入れてd(2)～d(30)とループしながら比較しています。sは、最大値としています。d(1)は、はじめの最大値として考えており、(ア)は d(1) を t に入れて合計を求める変数として設定しています。
そして、（イ）で、ループ変数 i を 2から 30 まで 1 ずつ増しながら処理をします。
（ウ）は、sとd(i)を比較し、 d(i)>ｓとなる数値なら、（エ）でd(i)→ｓとなるように数値を入れ替えています。

答え (4)

(b) 降順に並べ替えるプログラムですので、データを並べかえるためにiとjの２変数を使っています。（オ）ではd(i)＜d(j) として比較します。YESの場合は、d(i)をwに一時的に保存しておき、（カ）でd(j)→d(i)に数値を入れ替えます。そして、（キ）で一時保存したｗをw→d(j)で入れ替えます。

答え (2)

2012年（平成24年）問18

図は、マイクロプロセッサの動作クロックを示す。マイクロプロセッサは動作クロックと呼ばれるパルス信号に同期して処理を行う。また、マイクロプロセッサが1命令当たりに使用する平均クロック数をCPIと呼ぶ。1クロックの周期T[s]をサイクルタイム、1秒当たりの動作クロック数fを動作周波数と呼ぶ。

次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a) 2.5[GHz]の動作クロックを使用するマイクロプロセッサのサイクルタイム[ns]の値として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

(1) 0.0004　(2) 0.25　(3) 0.4　(4) 250　(5) 400

(b) CPI=4のマイクロプロセッサにおいて、1命令当たりの平均実行時間が0.02[μs]であった。このマイクロプロセッサの動作周波数[MHz]の値として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

(1) 0.0125　(2) 0.2　(3) 12.5　(4) 200　(5) 12500

2012年（平成24年）問18　過去問解説

(a) 周期 $T$ [s]と周波数 $f$ [Hz]の関係より、

$T=\displaystyle\frac{1}{f}=\displaystyle\frac{1}{2.5×10^9}$
　$=0.4×10^{-9}［s］=0.4［ns］$

答え (3)

(b) CPI=4のマイクロプロセッサにおいて、1命令当たりの平均実行時間が0.02[μs]ですので、CPI=1とすると、0.02[μs]/4=0.005[μs]=5×10^-9[s]ですので、

$f=\displaystyle\frac{1}{T}=\displaystyle\frac{1}{5×10^{-9}}$
　$=200×10^{6}［Hz］=200［MHz］$

答え (4)

2014年（平成26年）問14

次のフローチャートに従って作成したプログラムを実行したとき、印字されるA、Bの値として、正しい組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

A=43　B=288
A=43　B=677
A=43　B=26
A=720　B=26
A=720　B= 677

2014年（平成26年）問14　過去問解説

1回目
Aに10、Bに2を入れる
A+B=12をAに入れる。
A：40=12：40　で、Aの方が小さいのでループ側へ
B²+1=5をBに入れる。

2回目
Aは12、Bは5
A+B=17をAに入れる。
A：40=17：40　で、Aの方が小さいのでループ側へ
B²+1=26をBに入れる。

3回目
Aは17、Bは26
A+B=43をAに入れる。
A：40=43：40　で、Aの方が大きいので印字側へ
Aは43、Bは26が印字される。
終了

答え (3)

2015年（平成27年）問18

次の文章は、コンピュータの構成及びICメモリ(半導体メモリ)について記述したものである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a) コンピュータを構成するハードウェアは、コンピュータの機能面から概念的に入力装置、出力装置、記憶装置(主記憶装置及び補助記憶装置)及び中央処理装置(制御装置及び演算装置)に分類される。これらに関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

コンピュータのシステムの内部では、情報は特定の形式の電気信号として表現されており、入力装置では、外部から入力されたいろいろな形式の信号を、そのコンピュータの処理に適した形式に変換した後に主記憶装置に送る。
コンピュータが内部に記憶しているデータを外部に伝える働きを出力機能といい、ハードウェアのうちで出力機能を担う部分を出力装置という。出力されたデータを人間が認識できる出力装置には、プリンタ、ディスプレイ、スピーカなどがある。
コンピュータ内の中央処理装置のクロック周波数は、LAN(ローカルエリアネットワーク)の通信速度を変化させる。クロック周波数が高くなるほどLANの通信速度が向上する。また、クロック周波数によって磁気ディスクの回転数が変化する。クロック周波数が高くなるほど回転数が高くなる。
制御装置は、主記憶装置に記憶されている命令を一つ一つ順序よく取り出してその意味を解読し、それに応じて各装置に向けて必要な指示信号を出す。制御装置から信号を受けた各装置は、それぞれの機能に応じた適切な動作を行う。
算術演算、論理判断、論理演算などの機能を総称して演算機能と呼び、これらを行う装置が演算装置である。算術演算は数値データに対する四則演算である。また、論理判断は二つのデータを比較してその大小を判定したり、等しいか否かを識別したりする。論理演算は、与えられた論理値に対して論理和、論理積、否定及び排他論理和などを求める演算である。

(b) 主記憶装置等に用いられるICメモリに関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

RAM(Random Access Memory)は、アドレス(番地)によってデータの保存位置を指定し、データの読み書きを行う。RAMは、DRAM(Dynamic RAM)とSRAM(Static RAM)とに大別される。
ROM(Read Only Memory)は、読み出し専用であり、ROMに記録されている内容は基本的に書き換えることができない。
EPROM(Erasable Programmable ROM)は、半導体メモリの一種で、デバイスの利用者が書き込み・消去可能なROMである。データやプログラムの書き込みを行ったEPROMは、強い紫外線を照射することでその記憶内容を消去できる。
EEPROM(Electrically EPROM)は、利用者が内容を書換え可能なROMであり、印加する電圧を読み取りのときよりも低くすることで何回も記憶内容の消去・再書き込みが可能である。
DRAMは、キャパシタ(コンデンサ)に電荷を蓄えることによって情報を記憶し、電源供給が無くなると記憶情報も失われる。長期記録の用途には向かず、情報処理過程の一時的な作業記憶の用途に用いられる。

2015年（平成27年）問18　過去問解説

(a) クロック周波数は、1秒間に何回のクロックが発振されるかを表す数値でプロセッサの性能指標として使われます。クロックはメトロノームのように複数の回路の同期をとるために使用されているので、一般にコンピュータの機種・製品が同じであればクロック周波数が高いほど処理速度は高くなります。
尚、クロック周波数は、磁気ディスクの回転数とは無関係です。したがって(3)が誤りです。

答え (3)

(b) EEPROM(Electrically EPROM)は、印加する電圧を読み取りのときよりも高くすることで何回も記憶内容の消去・再書き込みが可能です。したがって(4)が誤りです。

答え (4)