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ネットワークスペシャリスト 2016年 午前203


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 2016年 午前2 問03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(多重度)を元に最大流量を求めることで導出します。
  • 差がつくポイント:単純な辺の容量合計ではなく、複数経路の流量配分を考慮し、ボトルネックを見極めることが重要です。

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までの最大同時論理回線数は「最大フロー値」となります。
与えられたグラフの各辺の容量を考慮し、複数の経路を通じて流せる最大の合計容量を計算すると10となるため、選択肢の中でが正解です。

よくある誤解

  • 各辺の容量を単純に足し合わせてしまい、最大流量を過大評価することがあります。
  • 最短経路や単一経路の容量だけで判断し、全体の流量配分を無視する誤りも多いです。

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(多重度)を流量の上限とみなす。
  3. 複数の経路(例:X→A→D→Y、X→B→E→Y、X→C→F→G→Yなど)を探索する。
  4. 各経路の容量制約を考慮しながら、流量を割り当てる。
  5. フォード・ファルカーソン法などで最大流量を求める。
  6. 計算結果から最大流量が10であることを確認する。

選択肢別の誤答解説

  • ア(8):経路の一部しか考慮せず、全体の流量を過小評価しています。
  • イ(9):一部の経路を見落とし、最大流量を正確に計算できていません。
  • ウ(10):全経路を考慮し、最大流量を正しく求めています。
  • エ(11):容量の重複やボトルネックを無視し、過大評価しています。

補足コラム

最大フロー問題はネットワーク設計や通信路の帯域幅計算に応用されます。
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で効率的に解け、情報処理技術者試験でも頻出のテーマです。

FAQ

Q: 最大フロー問題とは何ですか?
A: ネットワークの始点から終点まで流せる最大の流量を求める問題で、通信や物流の最適化に使われます。
Q: なぜ単純に容量を足し合わせてはいけないのですか?
A: 複数経路の容量が重複している場合や、途中のボトルネックが全体の流量を制限するためです。

関連キーワード: 最大フロー、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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