基本情報技術者 2014年 春期 午前（科目A） 問02

パリティ付き8ビット符号の下位7ビット抽出【午前解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 「最上位をパリティビットとする」→ MSB を取り除き下位7ビットを取り出す必要があると理解する。
2. 目的：MSB を 0 にして下位7ビットを保持するビットマスクを選ぶ。
3. 下位7ビットを1、上位1ビットを0にするマスクは 0x7F（$01111111_2$）であると確認する。
4. AND 演算を適用：結果 = 元の値 $\&$ 0x7F。

選択肢別の誤答解説

• ア: 16進数0FとのANDをとる。
  • 0x0F = $00001111_2$ であり、ANDすると下位4ビットしか保持されません。下位7ビットを得る目的に合いません。
• イ: 16進数0FとのORをとる。
  • OR はマスクの1の部分を強制的に1にします。0x0F と OR すると下位4ビットが1になり、元の下位ビットの値そのままではなくなります。
• ウ: 16進数7FとのANDをとる。
  • 0x7F = $01111111_2$ で、AND により上位ビットが0になり下位7ビットが保持されるため正解です。
• エ: 16進数FFとのXOR（排他的論理和）をとる。
  • 0xFF = $11111111_2$ と XOR すると全ビットが反転（NOT 相当）します。下位7ビットをそのまま取り出す操作ではありません。

よくある誤解

• 「0x0Fで十分」と考える誤解：0x0F（00001111）だと下位4ビットしか残らず、7ビットは得られません。
• 「ORやXORでも同じ」と誤認する点：ORは1を強制的に立て、XORはビットを反転するため、元の下位7ビットをそのまま取り出す目的には不適です。
• ビッグエンディアン／リトルエンディアン混同：エンディアンはバイト順序の問題であり、同一バイト内のビットマスク操作には影響しません（MSB/LSB の意味を混同しないこと）。

補足コラム

• マスクの考え方：ビット操作で特定のビット列を取り出す・消すにはAND（クリア）、OR（セット）、XOR（反転）の違いを押さえることが重要です。
• 表記上の注意：16進数表記は 0x7F のように表し、2進数表記は $01111111_2$ のように示すと視覚的に理解しやすいです。
• 実務では、パリティビットを除去してデータ部分だけを処理する場面があるため、マスクの選び方を正確にすることが求められます。

FAQ

x = 0b10110110  # 例: 8ビットの値（MSBはパリティビット）
lower7 = x & 0x7F
print(bin(lower7))  # 下位7ビットが得られる