問題

ある事象の発生確率が 1/8 であるとき、その事象が発生したことを知らせる情報のもつ情報量(自己情報量)として、適切なものはどれか。

ア)1ビット

イ)2ビット

ウ)3ビット

エ)8ビット

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正解: ウ)

解説:

情報理論における自己情報量は、発生確率 p の事象に対して、次の式で定義されます。

情報量 I = −log₂ p (単位:ビット)

本問では p = 1/8 なので、

I = −log₂(1/8) = log₂8 = 3(ビット)

となり、正解はウ)の3ビットです。

これは「発生確率が低い(珍しい)事象ほど、その発生を知らせる情報は多くの情報量を持つ」という直感とも一致します。例えば発生確率1/2(コイントスの結果など)の事象の情報量は −log₂(1/2) = 1ビットであり、確率が小さくなるほど情報量(必要なビット数)は増加します。SC試験の午前Iでは、log₂の計算(2のべき乗との対応)を素早く行えることが求められます。

重要キーワード

用語説明
自己情報量ある事象の発生を知らせる情報が持つ情報量
I = −log₂p発生確率pの事象の情報量を求める式
エントロピー情報源全体の平均的な情報量の期待値
ビット情報量の単位。2進数1桁分の情報