ハミング符号に関するネットワークスペシャリスト試験

 了解しました 👍

それではご要望に従い、ハミング符号 をテーマとした


午後Ⅰ形式問題(短文解析・穴埋め・選択問題)10問


午後Ⅱ形式問題(シナリオ+設問)10問


それぞれの模範解答・解説



を作成します。



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午後Ⅰ形式問題(10問)



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問題1


ハミング符号の目的は、( A )ビット誤りの訂正と、( B )ビット誤りの検出である。


解答

A:1

B:2


解説

ハミング符号は1ビット誤り訂正と2ビット誤り検出を行える代表的な誤り訂正符号。



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問題2


ハミング符号において、パリティビットの位置は通常 ( ) の位置に置かれる。

A. 2の累乗位置

B. 偶数位置

C. 奇数位置

D. 任意の位置


解答 A


解説

パリティビットは 1,2,4,8,… といった2の累乗位置に置くことで誤り検出が可能になる。



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問題3


7ビットデータに4ビットのパリティを付与したハミング符号の総ビット長はいくつか。


解答 11ビット


解説

データ7ビット+パリティ4ビット=11ビット。



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問題4


ハミング符号の誤り検出能力を超えて、訂正できないが検出可能な誤りは何ビット誤りか。


解答 2ビット誤り


解説

ハミング符号は2ビット誤りを検出できるが訂正はできない。



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問題5


ハミング符号のシンドロームとは何かを簡潔に説明せよ。


解答

受信した符号語に対してパリティ検査を行い、誤り位置を特定するためのビットパターン。



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問題6


ハミング符号における「距離3」の意味を説明せよ。


解答

符号語間の最小ハミング距離が3であるため、1ビット誤り訂正・2ビット誤り検出が可能になる。



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問題7


(選択問題) ハミング符号が利用される代表的な分野はどれか。

A. 映像ストリーミング

B. メモリの誤り訂正(ECCメモリ)

C. 暗号化処理

D. DNS名前解決


解答 B


解説

ECCメモリなど、ハードウェアレベルでの誤り訂正に用いられる。



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問題8


(穴埋め) ハミング符号の符号化では、データビットと( ) が線形結合されて符号語が生成される。


解答 パリティビット


解説

データビットとパリティビットを組み合わせることで誤り訂正可能な符号語が得られる。



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問題9


ハミング符号を拡張した「拡張ハミング符号」の特徴を述べよ。


解答

全体パリティを追加することで3ビット誤り検出が可能になる。



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問題10


シンドロームの値が「0000」となる場合、受信データはどのように扱われるか。


解答

誤りがない(または訂正不能な偶数ビット誤りが発生しているが検出できない可能性がある)。



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午後Ⅱ形式問題(10問)



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問題1


あるネットワーク機器において、転送中のパケットに単一ビット誤りが頻発している。設計者はハミング符号を導入することを検討した。

設問: この場合、ハミング符号導入の利点を述べよ。


解答例

1ビット誤りを訂正でき、再送の必要がなくなるためスループットが向上する。



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問題2


ECCメモリで使われるハミング符号の仕組みを説明せよ。


解答例

データビットとパリティビットを格納し、読み出し時にシンドローム計算で誤りを検出・訂正する。



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問題3


ハミング符号で誤り位置を示す「シンドローム」が「0101」となった場合、どのように誤り位置を決定するか。


解答例

シンドローム値を2進数として解釈し、その位置に誤りがあると判断して訂正する。



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問題4


ハミング符号は2ビット誤りの訂正ができない。この問題に対処するための方法を1つ挙げよ。


解答例

拡張ハミング符号を利用する、またはCRCや再送制御(ARQ)を組み合わせる。



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問題5


通信路でバースト誤りが発生する場合、ハミング符号単独では不十分な理由を説明せよ。


解答例

バースト誤りは複数ビット誤りになるため、ハミング符号では訂正不能。



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問題6


あるストレージシステムでは、データ保護にCRCではなくハミング符号を採用していた。CRCに比べた場合の長所を述べよ。


解答例

ハミング符号は誤り訂正が可能であり、再送を行えないシステムで有効。



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問題7


拡張ハミング符号で全体パリティを導入した場合、検出できる誤りの範囲はどう変化するか。


解答例

2ビット誤りの検出に加え、3ビット誤りも検出可能になる。



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問題8


あるシステムで「1ビット誤り訂正+再送制御」を行う場合、ハミング符号とARQの組み合わせが有効である理由を説明せよ。


解答例

1ビット誤りは訂正して再送不要、2ビット以上の誤りは検出して再送を要求できる。



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問題9


パリティビットが1,2,4,8の位置に置かれたハミング符号において、誤りがデータビットに発生した場合、どのように特定されるか。


解答例

各パリティチェック結果の組み合わせ(シンドローム)から、誤りビットの位置を一意に特定する。



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問題10


ハミング符号とCRCを比較し、それぞれが適する利用場面を述べよ。


解答例


ハミング符号:メモリ、ストレージ等、再送できない環境での誤り訂正


CRC:通信路やディスクI/Oでの誤り検出(再送と併用)




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✅ まとめ


午後Ⅰ問題では「基本定義・穴埋め・計算」を問う。


午後Ⅱ問題では「シナリオ適用・比較・設計判断」を問う。




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👉 次は 図表付き(ビット配置やシンドローム表)を用いた応用問題セット にしますか?



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