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ネットワークスペシャリスト 2012年 午前204


問題文

図のネットワークで、数字は二つの地点間で同時に使用できる論理回線の多重度を示している。X地点からY地点までには同時に最大幾つの論理回線を使用することができるか。
ネットワークスペシャリスト 2012年 午前2 問04の問題画像

選択肢

8
9
10(正解)
11

ネットワークの最大同時論理回線数【午前2 解説】

要点まとめ

  • 結論:X地点からY地点まで同時に使用可能な論理回線の最大数は10本です。
  • 根拠:ネットワークの最大フロー問題として考え、各辺の容量(重み)を用いて最大流量を求めることで導出します。
  • 差がつくポイント:複数経路の容量を正確に把握し、フローの増加経路を見逃さずに計算できるかが鍵です。

正解の理由

この問題はネットワークの最大フロー問題に該当し、XからYへの最大同時論理回線数は最大フロー値に等しいです。
与えられた重みは各辺の容量を示しており、これらを元にフローを計算すると最大10となります。
具体的には、XからA,B,Cへの容量合計が11(4+4+3)ですが、途中の経路制約により10が最大となります。
したがって、選択肢の中でウ: 10が正解です。

よくある誤解

  • 単純にXからYへの辺の容量を足すだけで最大値を判断しがちですが、途中のノード間の容量制約を無視すると誤答になります。
  • 経路の重複や容量の分配を考慮せずに計算すると、実際の最大フローを超える値を選んでしまいます。

解法ステップ

  1. 問題を最大フロー問題として認識する。
  2. 各辺の容量(重み)をフロー容量として設定する。
  3. XからYへの複数経路を洗い出す。
  4. フォード・ファルカーソン法などで増加経路を見つけ、フローを増やす。
  5. 途中のノード間の容量制約を考慮しながら、フローの合計を計算する。
  6. 最大フロー値が10であることを確認し、選択肢から正解を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

  • ア: 8
    Xからの容量合計は11あるため、8は過小評価。途中経路の容量制約を考慮しても10までは可能。
  • イ: 9
    9も途中経路の容量制約を考慮すると達成可能だが、最大値ではない。
  • ウ: 10
    正解。最大フロー計算の結果、10が最大値となる。
  • エ: 11
    Xからの容量合計は11だが、途中の経路制約により11は不可能。過大評価。

補足コラム

最大フロー問題はネットワークの容量制約の中で、ある始点から終点まで流せる最大の流量を求める問題です。
フォード・ファルカーソン法やエドモンズ・カープ法などのアルゴリズムが代表的で、情報処理技術者試験でも頻出のテーマです。
論理回線の多重度を求める問題は、通信ネットワークの設計やトラフィック管理に直結する重要な知識です。

FAQ

Q: 最大フロー問題とは何ですか?
A: ネットワークの各辺に容量制限がある中で、始点から終点に流せる最大の流量を求める問題です。
Q: なぜ単純にXからYへの辺の容量を足さないのですか?
A: 中間ノード間の容量制約があるため、途中で流量が制限されることがあるからです。
Q: フロー計算で使うアルゴリズムは何ですか?
A: フォード・ファルカーソン法やエドモンズ・カープ法が代表的です。

関連キーワード: 最大フロー問題、ネットワーク容量、フォード・ファルカーソン法、論理回線多重度、通信ネットワーク
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