ベンジャミン問題解説(小学５年生・６年生)

• A

  2014-アイスクリーム-解説

  • 正解は「ブルーベリーとペパーミントとチョコ」
    
    • 絵と同じアイスクリームを作るために，アイスクリーム屋さんはコーンの上にこの順番でアイスクリームをのせていく必要があります。
  • 解説
    • コンピュータが正しく動作するためには，実行する命令を正しい順序で明確に伝えることが重要です。
    • この問題では，お客さんはアイスクリーム屋さんに対して行う動作を正しい順番で明確に伝える必要があります。
    • 受け取ったアイスクリームを食べるときは，「チョコ，ペパーミント，ブルーベリー」のように、置いたときとは逆の順番に食べることになります。
    • コンピュータではこのような「入れた順番と逆に取り出す仕組み」をスタック（または先入れ後出し方式）と呼び，さまざまな処理で利用されています。
  • 出題国: この問題はチェコで作成されました。

  2014-星の並び-解説

  • 正解は下の絵です。

    

    • 他の絵は「角の数」「大きさ」「明るさ」などの特徴（とくちょう）の順に並んでいます。
      角の数の順（4個から7個へ）
      大きさの順（小さいものから大きい物へ）
      明るさの順（明るいものから暗いものへ）
    • 正解の絵は4つの特徴（とくちょう）のどの順にも並んでいません。
  • 解説
    • この問題は、データベースのソート（データを順番に並べること）を扱っています。
    • たとえば学校の生徒名簿データには「学年」「クラス」「番号」「氏名」などの項目があります。項目を指定して「氏名の順」などに並び替えられると便利です。
  • 出題国: この問題はチェコで作成されました。

  2014-水やり-解説

  • 正解は次の絵です。

    

    • 左の花は，バルブが閉まっているので水が流れてきません。
    • 右の花は，真ん中のタンクからのバルブが閉まっていて，右のタンクは空なので水が流れてきません。

      

  • 解説
    • コンピュータは論理回路という小さな部品からできています。論理回路ではそれぞれの部品が線でつながれていて，その線に電気が流れているかどうかで信号を伝えています。
    • この問題では，前の部品から流れてくる電流をタンクの水に，信号を流すかどうかを決める部品をバルブとして，論理回路の原理を扱いました。
    • コンピュータで扱われる信号は，この問題で見たように「電流が流れる」「電流が流れない」の2つの状態で表されます。そのため，コンピュータの内部で行われる計算は0と1の数字を使う2進数が使われています。
  • 出題国: この問題はスロベニアで作成されました。
• B

  2014-ビ太郎を探せ-解説

  • 正解は「8」です。

    

    • ビーチパラソルのある写真は「2,5,7,8」です。
    • 帽子をかぶっていない写真は「3,4,7,8」です。候補（こうほ）は「7,8」に絞られました。
    • 海が写っている写真は「1,2,4,8」です。候補（こうほ）は「8」だけになりました。
  • 解説
    • この問題は，ビットを用いた情報の表現を扱っています。
    • コンピュータはすべての情報を「はい」と「いいえ」，「真」と「偽」，「オン」と「オフ」，「0」と「1」のような2種類の値を組み合わせて扱っています。ビットは情報を表す基本単位で，1ビットで「0か1か」などの2種類の状態を表すことができます。
    • 1ビットで「0, 1」という2種類の情報しか表せませんが，2ビットで「00, 01, 10, 11」という4種類を表せます。3ビットで「000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111」という8種類を表せるようになります。このように，コンピュータは2種類の値だけを扱いますが，この2種類の値を組み合わせることで，複雑なことを表現できます。
    • この問題では，3つのビ太郎の質問に対するビバ子の返事の3ビットで，8種類の絵すべてを表現できます。つまり，ビバ子が8種類の絵からどれを選んだとしても，ビ太郎は「はい/いいえ」で答えられる質問を3回することで必ず正解を選ぶことができます。
  • 出題国: この問題は日本で作成されました。

  2014-ブレスレット-解説

  • 正解は下の絵です。

    

    • 正解のブレスレットは「13個の真珠（しんじゅ）」があり，「5個の黒い真珠（しんじゅ）」があり，「黒い真珠（しんじゅ）が2個続いている部分が1ヶ所」あるものです。

      

    • 正解以外のブレスレットは，真珠（しんじゅ）の数が12個だったり，黒い真珠（しんじゅ）が6個あったり，黒い真珠（しんじゅ）が2個続いている部分がなかったりしています。
  • 解説
    • この問題では，真珠を使って並びのパターンを表しています。
    • コンピュータでは，特定の文字の並びを検索することでWeb検索や文書検索を行ったり，特定の画素（ピクセル）の並びを検索することで画像検索を行ったりしています。
    • データの並びによる検索は，日本語入力のときに入力された読みから漢字の候補を検索するときにも使われており，携帯電話やスマートフォンでも使われる重要な技術になっています。
  • 出題国: この問題はチェコで作成されました。

  2014-中国のそろばん-解説

  • 正解は「7014831」です。
  • 試してみよう
    • 珠（たま）を動かすと，どのような数を表すことができるか試してみましょう。
  • 解説
    • 人類は古くから，置いた石や珠を動かすことで，足し算や掛け算などの計算を行ってきました。それを道具にしたものがそろばんです。この問題では中国で使われている算盤と呼ばれるそろばんの仲間が使われています。
    • 私たちがそろばんで計算をするときは，「計算したい数を珠で表す」「計算を行う」「計算した結果を読み取って数に直す」という作業を行います。
    • これはコンピュータでデータを扱うときの「扱いたいものをコンピュータで扱える文字や数値で表す（符号化）」「コンピュータで処理する」「結果を人間にわかりやすいように出力する（復号）」という処理に対応しています。
    • たとえば，携帯電話で友だちにメールするときは，「入力した文字は携帯電話に内蔵されたコンピュータによって文字コードという数値に変換され」「携帯電話から相手の携帯電話に転送され」「相手の携帯電話のコンピュータによって数値から文字に変換されて表示される」という処理が行われています。
    • そろばんは人類が作った最初のコンピュータかもしれません。
  • 出題国: この問題はスイスで作成されました。

  2014-遊び場-解説

  • 正解は「遊ばなかった」です。
    • ビ太郎は今日が雨で昨日も雨のときは遊びません。
    • 今日（11月7日）は雨で昨日（11月6日）も雨でしたのでビ太郎は遊びませんでした。
  • 解説
    • この問題は論理について考える問題です。
    • 「雨か晴れか」ということは論理値として考えることができます。
    • 今日が「雨か晴れか」と昨日が「雨か晴れか」ということは、2つの論理値の組み合わせで「昨日は晴れで今日も晴れ」「昨日は晴れで今日は雨」「昨日は雨で今日は晴れ」「昨日は雨で今日も雨」という4通りがあります。
    • 「「昨日は雨」で「今日も雨」」のような2つの論理値が両方とも成り立つ論理式を論理積（AND条件）といいます。
    • コンピュータは「前の入力がTで次の入力がAのときは「た」に変換する」のように、論理値を利用したり論理積のような論理演算を数多く行いながら動作しています。
  • 出題国: この問題は日本で作成されました。
• C

  2014-おもしろいまど-解説

  • 正解は次の絵です。

    

    • 問題で，船の両側の窓の絵は、船の先頭が反対方向を向いています。
    • 錨（イカリ）の位置に注目することで，どの窓がどの窓と対応するかを知ることができます。
  • 解説
    • コンピュータは情報を0と1の2種類の値を組合せて扱います。
    • この問題では，左右の窓は0（白）と1（灰色）で表されています。
    • この問題を解くひとつの方法は，ORの演算とXORの演算をすることです。ORは「両方またはどちらかの値が1ならば結果は1（そうでなければ0）」，XORは「どちらか一方の値が1ならば結果は1（そうでなければ0）」という演算です。
      • 窓の色を「0（白）と1（灰色）」と考えてORの演算をすることで結果が「0（白）か1（灰色か黒）」がわかる。
      • 窓の色を「0（白）と1（灰色）」と考えてXORの演算をすることで結果が「0（白か黒）か1（灰色）」がわかる。
    • もうひとつの方法は，それぞれの窓を「0（白）と1（灰色）」という数字で並べて足し算をすることです。すると「0 1 1 1 0 0 1 0」＋「0 0 0 1 1 0 1 1」＝「0 1 1 2 1 0 2 1」という結果になり，「0の窓は白，1の窓は灰色，2の窓は黒」に見えることがわかります。
  • 出題国: この問題はカナダで作成されました。

  2014-壊れた時計-解説

  • 正解は「6:39」です。
    • 数字の線が1本だけ消えている場合，元の数字は次の可能性があります。
      • 6が8だった。
      • 3が9だった。
      • 5が6か9だった。
    • 「6:35」に当てはめると，可能性は4通りの時刻になります。
      • （6が8だった場合）「8:35」：これは選択肢にありません。
      • （3が9だった場合）「6:95」：これは正しい時刻ではありません。
      • （5が6だった場合）「6:36」：これは選択肢にありません。
      • （5が9だった場合）「6:39」：正解です。
  • 解説
    • 数字を構成する7本の線は，コンピュータで扱うデータの表現に対応しています。この問題では，データの一部が不完全な状態になったことを検出して元のデータを復元する「エラー訂正」の技術を扱っています。
  • 出題国: この問題は日本で作成されました。

  2014-木をたおそう-解説

  • 正解は「15分」です。
    • 「2匹が同時に2本の木をかじって倒（たお）してから，残りの1本を1匹がかじって倒す」と，10分と10分で合計20分が必要です。
    • しかし，作業を工夫することで15分で3本の木を倒（たお）すことが可能です。
      • ビーバーAは木1を5分間だけかじり，続いて木2を10分間かじって倒（たお）します。
      • ビーバーBは木3を10分間かじって倒（たお）した後、続いて木1を5分間かじって倒（たお）します。

        

  • 解説
    • これは作業のスケジュールを考える問題です。
    • コンピュータの内部では，1個から数個のCPUが数多くの処理を短い時間で切り替えながら実行しています。また，大量のデータの通信やプリンタでの印刷など時間のかかる処理も行っています。
    • この問題のように，作業の割り当て方によって全体の処理時間が変わってしまうため，どのような処理にどれくらいの時間を割り当ててどのような順序で処理を行うかということは重要な問題です。
  • 出題国: この問題はオーストラリアで作成されました。

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