情報処理 設問

質問

情報処理の問題で設問二つほど質問があります。

1) 分解能が８ビットの D/A 変換器に，ディジタル値 0 を入力したときの出力電圧が 0V となり，ディジタル値 128 を入力したときの出力電圧が 2.5V となるとき， 最下位の１ビットの変化によるこの D/A 変換器の出力電圧の変化は何 V か。

「最下位の１ビットの変化によるこのD/A 変換器の出力電圧の変化」という意味がわかりません。
何を求めればよいのでしょうか？また、８ビットが 2の八乗 = 256段階の変化に対応、と書かれていました。なぜそのような式になるのでしょうか？決まった数字なのでしょうか。

2) 定格出力電力 500W で効率 80% の電源ユニットがある。 この電源ユニットから 500W の出力電力を得るのに最低限必要な入力電力の大きさは何 W か

まったく意味がわからなく困っています。

どなたか教えてください　((+_+))

回答No.5

hue2011

ちゃんと基礎から学んでいますか。
2進数の考え方がわからないと話はすすみませんよ。
8ビットが2の8乗というのは基礎中の基礎です。
式も簡単ですが、ビットを横に8個並べて理解できないなら、もう一度入門書を読み直しましょう。

答えはおしえませんよ。
理由がわからないと、この手の問題を答えられないですから。

そうすると、128というのが2進でいくつかわからないのと違いますか。
128は16進ではEFで、01111111ですね。
最下位の1ビットの変化、は一番右の１をいいます。
全体の何分の1ですか。7ビットが動いていますから1/7ですね。
最下位は数値１ですから数値表現でいえば128分の1ですね。
このとき2.5Vの電位差が発生したのです。
どう計算すればいいのでしょうか。

電源ユニットというのは、乾電池のようなものではないですよ。
発電機があるとそこから定電圧か定電流で電源パワーがきますが、これを受け取って安定的な供給電源にするためのものです。
太陽電池なんていうのは定電流型ですから、そのままでそれを使えない。
だからユニットをクッションして家電用の電源とするのです。
ただ、左からきたものがすべて右に100%行くわけではない。理由はいろいろありますが、使えるのは何%というのが効率ですね。

ところで、クッション前の太陽電池のほうからくる電圧は炎天状態だと大きいでしょうが、曇ればかなり減ります。
それでも欲しい電圧があるのですから、クッションはジャンクションします。
源のほうで3Vしかなくても500Vがほしいなら、源を横に増やします。

むやみに増やすのも過剰がおきたら大変です。
だったら、本来欲しい電圧になるように、源流の蛇口を調整するわけです。

考えてごらんなさい。

全然ぴんとこなければ、基礎が不足していますから、もう一度本を読み直しましょう。

回答No.4

Tann3

１）失礼ですが、D/A変換器の意味が分かっていますか？

　単純に言えば、デジタル機器内の8ビット（0～255）の数値を、外部にアナログ電圧（たとえば0～5V)に変換して出力するものです。単純に、8ビットで表わす2進数を、一定の比率で電圧に変換して出力するものと考えればよいのです。

　数値が128（2進数で　10000000）のとき、電圧出力が2.5Vだとすると、最下位ビット（00000001）は何Vに相当するか、ということを問うている問題です。（00000000　←→　00000001　で変化した時の変化幅。10000000　←→　10000001　でも同じです）

　128:1＝2.5(V):ｘ(V)　の　x　を求めればよいのです。

２）「入力　X(W)　→　効率80%　で　500W　出力」の入力を求めるだけの話です。

　625(W)　×　0.8　＝　500(W)

ですね。

　１）、２）とも、問題で問われている「対象」「意味」を、難しく考えず、素直に受け取りましょう。その「対象」が分からなければ、そちらをまず調べて、何を問われているのかを正しく把握しましょう。

回答No.3

neuron-x

つづいて2)。

これも、ネットワークの転送効率と似たような話ですが、
スペック上の出力は500Wですが、実際には100%の効率が引き出せないため、80%（本来の8割）の力しか発揮出来ないことになります。よって、実際には500×0.8で、400Wの出力しか出ていないことになります。

これを、実際に500Wの出力が欲しいということなので、500W÷0.8で、625Wの出力があれば良いことになります。
（625Wであれば、625×0.8 = 500となり、実際に500Wの出力を得られることになります）

お礼

わかりました！！
わかりやすいご回答ありがとうございます。

大変助かりました。

回答No.2

neuron-x

まずは1)から。

▼D/A変換
D/A変換というのは、デジタル/アナログ変換の事です。
簡単に言うと、デジタル値（0,1,2…という数値）と、アナログ値（ここでは0, 2.5Vなど電圧）を対応づけて変換します。

▼分解能が8bit
分解能が8bitということは、数値としては2^8（2の8乗）、つまりは256になり、0～256までの値を扱えることになります。

▼デジタル値と電圧の関係
D/A変換では、デジタル値とアナログ値の対応付けが必要になります。
デジタル値0 → 0V
デジタル値128 → 2.5V

つまり、デジタル値が128増えれば、電圧は2.5V増えることになります。
ということは、デジタル値が1上がると、電圧は 2.5÷128 ボルトずつ上昇することになります。

今回の問題では関係ありませんが、今回のデジタル値は256まで表せることになっており、この場合の電圧は 2.5÷128×256 = 5Vになります。

▼最下位の1ビットの変化による電圧変化
「最下位の1ビット」という書き方が分かりづらいですね。
今回は8ビットということで、2進数で書くと8桁の数値になります。

つまり、8ビットを2進数で表すと「0000 0000」のようになり、左側の方を上位ビット、右側の方を下位ビットと呼びます。
今回は「最下位ビット」なので、一番右の1ビットだけを表しています。
この値が変化したときということなので、具体的に言うと、「0000 0000」が「0000 0001」に変化した時という事になります。

10進数にすると、0が1に変わったとき、つまり「最下位の1ビットが変化した時」＝「デジタル値が1変わったとき」に電圧がどれだけ変わるかを答えれば良いことになります。

▼デジタル値が1変わったとき（最下位の1ビットが変わったとき）の電圧値変化
上で書いたように、
デジタル値が 0～128で変化するとき、電圧は0～2.5Vになります。
よって、デジタル値が1変化した場合、電圧は 2.5÷128V 変わることになります。（少数にすると0.01953125ボルト）

補足

ご丁寧なご回答ありがとうございます。
おおよそわかりました！

ただ回答には、2.5/128と書いてあるのですが、これはどういうことなのでしょうか？
おそらく 対比の式で行うと、1:X = 128: 2.5でx = 2.5割る128よって2.5/128と書いてあるだけのような。。。

回答No.1

Cupper-2

１）最小分解能はいくつか・・・を問われています。

　0000 0000：０．０V
　0000 0001：？
　1000 0000：２．５V
1 0000 0000：５．０V
（５．０Vと示したデジタル値２５６はあくまでも考え方を簡単にするための仮想値）

２）１００％（全力）で仕事をしてもその成果（効果）は８０％しか得られない・・・って状態なんです。

１００入れても８０しか出てこないって事。
じゃあ１００出すにはどんだけ入れたらよいかを計算しましょう。

・・・ハッキリ言って質問者さんは、情報処理以外の勉強する必要があると思います。
電気・電子・デジタル情報などの基礎をしっかり勉強してください。
でないとこのような質問を繰り返しても「実力」は身に付きませんよ。

補足

ご回答ありがとうございます。
元々文系で、学生時は理数系が大の苦手でした。特に応用問題。
なので、基礎ができていないですね。

電気・電子・デジタル情報の基礎と言われましたが、小学校の教科書かなんかで基礎を学べるのでしょうか？

すみません質問が変わってしまいました。もういい大人ですが、基礎ができていないですね。。。悲