基本情報 平成29年度 春期 問31:テクノロジ系に関する問題
符号化速度が 192 k ビットノ秒の音声データ 2.4 M バイトを, 通信速度が 128 k ビ ットグ秒のネットワークを用いてダウンロードしながら途切れることなく再生する ためには, 再生開始前のデータのバッファリング時間として最低何秒間が必要か。
- a50正答
- b100
- c150
- d250
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答えは a「50秒」 です。
音声を再生する速度は 192kbps(毎秒192kビット必要)、ネットからダウンロードできる速度は 128kbps。
再生のほうが速いので、再生中も毎秒 192−128 = 64kビットずつ不足します。
全体で 2.4MB = 2400×8 = 19200kビット 必要。
途中で途切れないには、再生に「先回り」して 64kbps × 必要秒数分 を貯めておく必要があり、計算すると 50秒バッファすればOK。
👉 覚え方:不足分の速さ × 秒 = 貯める量 で逆算!
なぜこれが正解か
正解は a。再生時間と単位を揃えて計算する。
- 全データ量:2.4Mバイト = 2.4×8 = 19.2Mビット = 19200kビット
- 再生時間:19200 ÷ 192 = 100秒
- ダウンロード時間:19200 ÷ 128 = 150秒
- 不足時間:150 − 100 = 50秒分のデータを事前にバッファしておけば、再生終了とダウンロード完了が同時になり途切れない。
別解(不足速度から計算)
毎秒の不足量=192−128=64kビット。再生100秒なら不足総量 = 64×100 = 6400kビット。これを事前に128kbpsで貯めるには 6400÷128 = 50秒。
各選択肢の解説
- a:50秒 → 正解。
- b:100秒は再生時間そのもの。
- c:150秒は全ダウンロード時間。
- d:250秒は150+100の誤加算。
覚え方・ひっかけ注意
バイト→ビット変換(×8)を忘れない。バッファ秒数 = ダウンロード時間 − 再生時間 がストリーミング系問題の鉄則式。
理論的背景
プログレッシブダウンロード型ストリーミングでは、再生レート R_p と配信レート R_d の差をプリバッファで吸収する。途切れない条件は
バッファ量 B ≥ (R_p − R_d) × T_play (R_p > R_d のとき)
本問は R_p=192kbps, R_d=128kbps, T_play=100s → B ≥ 64×100 = 6400kビット。これを R_d で先行受信する時間は B/R_d = 6400/128 = 50s。
実用システムとの対応
- HLS / MPEG-DASH:適応ビットレート(ABR)で R_p を動的調整しスタベーション回避。代表的アルゴリズムにBOLA(buffer occupancy based)とMPC(model predictive control)。
- YouTube / Netflix:CDNエッジサーバから配信し R_d を確保。バッファ目標は数十秒〜数分。
- WebRTCリアルタイム通信:プリバッファ余裕が小さい(遅延優先)ため、R_p < R_d を厳守する設計(フォワードエラー訂正・パケットロス耐性で補う)。
試験での位置づけ
FE「ネットワーク/マルチメディア」分野の計算問題頻出パターン。類題に「動画ストリーミング」「ファイル転送時間」「圧縮率と通信時間」がある。応用情報・ネットワークスペシャリストではジッタバッファ、QoS、輻輳制御まで発展。
帯域とビットレートの単位
本問の「k」は通信分野慣例の10進キロ(=1000)。情報量(バイト容量)でも近年は10進が標準(IEC 80000)。混在表記は計算ミスの元なので注意。
選択肢の発展補足
b (100秒) を選んでしまう人は「再生時間ぶん貯める」と早合点する典型ミス。c (150秒) は全ダウンロード時間で、バッファ量ではなく完了時刻。d (250秒) は累積誤算。バッファ=差分 という観点が物理的に正しい。
出典:IPA(情報処理推進機構)公式 基本情報技術者試験 平成29年度 春期 問31/ 公的機関配布資料につき出典明記の上引用。解説は合格ナビによる独自AI解説です。