基本情報技術者試験のアルゴリズムとは？試験内容から対策のコツまで徹底解説！

プログラミングの経験があればピンとくる人もいると思いますが、まずアルゴリズムとは何なのかを見てみましょう。

アルゴリズムとは、「問題を解決するための方法や手順を指し、問題解決の手続きを一般化するもので、プログラミングを作成する基礎となるもの」です。

また、「問題を解くための数学的計算手順で、プログラミング言語を使って問題の解決手順を記述したものをコンピューターのプログラムと呼ぶ」といいます。

つまり、アルゴリズムは「問題を解決するために考えられた手順や計算方法」を指しています。

よく「野菜のいちょう切り」を例にアルゴリズムの便利さが説明されています。

簡単に言うと、「通常なら数多くの煩雑な処理を実行しなければならないプログラムがあったとしても、アルゴリズムを活用して手順を変更したり新しい手順を加えることで、以前よりも圧倒的に効率良く処理が実行できるようになる」ということです。

そのため、アルゴリズムの知識の有無で、仕事のスピードや処理能力に大きな差が出てくるわけです。

アルゴリズムは基本情報技術者試験の午後試験の中の必須回答科目の1つとなっています。

必須回答科目なので避けて通ることはできません。

こちらのトピックでは、午後試験の概要やアルゴリズムの詳しい内容を解説していきます。

午後試験の出題内容

午後問題は長文形式の問題が出題され、大問1問の中にも設問が複数設けられています。

長文で問題が出てくるため、文章の読解力も必要になります。

第1問目は情報セキュリティ、第6問目はデータ構造とアルゴリズムに関する出題があれますが、この2問は必須で回答する必要があります。

問2~5はソフトウェア・データベースからシステム戦略まで幅広く出題され、この中から2問回答します。

問7~11はJava・c言語・Python・アセンブラ・アルゴリズムの5つのソフトウェア開発分野の中から1つを選択して回答していきます。

なお、午後試験の配点については以下の表の通りです。

この表から、アルゴリズムは配点の最も高い科目の1つとなっていることが分かります。

合否を分けやすい科目なので重点的に対策をすることが大事になります。

基本情報技術者午後試験については以下の記事も是非参考にしてください。

アルゴリズムの主な特徴・出題内容

アルゴリズムは専門性が高く、多くの人が苦手としている科目であることが特徴です。

そのため、よく過去問を分析しながら入念な対策が必要となる科目と言えるでしょう。

出題内容は主にプログラムを作成する問題や、それらのプログラムがどのような結果をもたらし、途中の数がどうなるのかを問う問題が出題されます。

以下で具体的な出題内容や特徴を紹介していきます。

プログラム作成は慎重に

プログラム作成は、問題で提示されたプログラムの中の一部を埋める形式で問題が出されます。

主にプログラミング処理の内容や条件式を当てはめる問題が出題されます。

アルゴリズム科目の中では比較的簡単な部類に入るため、ここで高い得点を稼ぐようにしましょう。

注意点としては、全体の問題は最初に作成したプログラムを基にして進んでいく点です。

つまり、設問の初めにミスしてしまうと前提を間違えてしまうことになるため、後の処理結果にも影響を及ぼすことになり連鎖的に失点してしまいます。

特に設問の序盤は慎重に解き進めて、ミスがないように取り組むことが求められるパートであると言えるでしょう。

データを正しく追うことが大切

プログラムを作成した後は、それらの処理結果や途中経過を問われます。

主に、変数や配列の内容・実行結果後のデータの内容を押さえることが重要となります。

これらの問題はアルゴリズム科目の中では難易度は高い部類に入るため、よく過去問題を理解し、苦手意識を持たないようにしましょう。

難易度が高い理由としては、プログラムの内容やその結果を試験時間内で正しく追う必要があるためです。

慣れない内は限られた時間内で全て解ききるのは難しいため、演習の繰り返しが非常に重要です。

また、プログラムを多く読むことでこれらの勘は養われていくため、読み込みと過去問演習は丁寧に行いましょう。

そのほかの出題内容

その他では、プログラムの実行回数や処理量など具体的な回数からエラーの原因まで幅広く問われます。

特に、実行回数については出題頻度が高くなっているため、重点的に対策すると良いでしょう。

また、実行結果の詳細まで注意することが求められます。

難易度が比較的高い問題が出てくるため、出題傾向や出題の癖をよく分析しましょう。

アルゴリズムの分野ではどのような力が必要？

基本情報技術者試験の午後試験は長文の文章形式で問題が出されるため、まず基本的な読解力が必要となります。

読解力が無いと問題の意図を正しく組み取れずに得点することができません。

また、プログラミングを進める中でその式が次の展開に正しく接続するか確かめる慎重さも求められます。

このときに前後関係を正しくとらえる論理力も必要とされるため、この分野を苦手としている人が多いのです。

そのため、プログラミングが苦手で、少しつまずいてもめげずに勉強を続けられる忍耐力が必要です。

コツコツと勉強を続ける体力と根気が、高得点を得るには必須と言えます。

こちらのトピックで、アルゴリズムの対策方法についてご紹介します。

基本アルゴリズム・データ構造を覚える

プログラムを作成したりそれらの内容を理解するためには、まず基本的なアルゴリズムを覚えなければなりません。

土台となる知識をまずはインプットして、演習に取り掛かるようにしましょう。

また、実際の試験ではインプットしたこれらの要素を基にしながらプログラムの試行錯誤を重ねていくため、ある程度プログラミングに慣れた状態で使いこなす必要があります。

まず参考書や基礎テキストなどを使って基本的なアルゴリズムやデータ構造の要素をある程度覚えていきましょう。

その後は過去問等の問題演習を通して、それらの要素を繰り返し読んでいくことで徐々に覚えることができます。

参考書や基礎テキストを読んだだけではよく理解できなかった論点も、実際に問題に取り組んでみることで「このような感じなのか！」と理解できることがあります。

特に、覚えづらい要素については問題演習で記号の意味を思い出しながら読むことで、より脳に定着し効率的な勉強になります。

疑似言語の読み方をマスター

アルゴリズム問題では、現実にはない疑似言語でアルゴリズムが表記されることがあります。

これらは試験問題に仕様書として表記されているものの、仕様書を見ながら問題に取り掛かると時間がかかってしまい、試験時間が足りなくなる恐れがあります。

そのため、読み方をあらかじめ覚えておくとスピーディーに解くことができるようになります。

こちらで、疑似言語の記述形式の一部を紹介します。

これらは代表的な擬似言語なので、押さえておくと良いでしょう。

また、仕様書の内容だけでは指示をすべて読み取ることはできないため、過去問を通して覚えるべき表現もあります。

アルゴリズムやデータ構造と同様に、過去問を通してアウトプットを多くこなしながら問題に慣れていくことが重要になります。

過去問での演習は必要不可欠

プログラミングに関する用語を覚えたり実際の動きについて慣れるためには、過去問を通した実践練習が必要不可欠です。

なるべく多くの過去問題に触れることで応用力や本番での対応力が身に着くため、過去問題集は合格に近付くための重要なツールとなります。

ここで、問題の読み方に慣れたり頻出記号の使われる流れや出題傾向などを頭に叩き込むことで実力アップにつながり、自然と得点もアップするでしょう。

また、慣れてきたら実践感覚を養うためにも、問題を解く際に制限時間を設けて解くことが大事です。

理由は、実際のプログラムを読んで回答する際には多くの情報を精査したうえで回答する必要があるからです。

ただでさえ緊張している試験本番でいきなり時間制限の縛りを受けると、目安解答時間の30分では収まらないことが多いです。

そのため、日頃の演習から1問に使える時間制限を設けて、限られた時間で解く練習をしておくべきなのです。

慣れない内はきついかもしれませんが、解いていく中でスピード感に慣れ、徐々に問題を早く正確に読めるようになります。

過去問は自分の力で解こう！

過去問題は合格に近付くための重要ツールですが、インプットをしたばかりの初めの頃は、わからない問題が多いでしょう。

分からない問題が多いとモチベーションが失われ自力で解くのをあきらめがちですが、多くの時間をかけてもいいので自分の力で解いてみる努力をするべきです。

自力で考えてながら覚えた内容を思い出し、自力で解くことで問題の傾向を肌で体感できたり、プログラムの作成や実行の流れを論理的に考えることができるようになります。

また、解けたという経験が自信となり、モチベーションの向上に役立つのです。

本試験では、主にプログラムを実際に作成する問題とその作ったプログラムを実行した際の結果を問う問題の2つが出題されます。

問題はプログラム作成→プログラム実行の順番で進んでいくことを頭に入れておくことが重要です。

プログラム作成問題の解き方

プログラム作成問題に関しては設問にプログラムの説明が載っているため、それを正しく読解してプログラムとの対応関係を確認することを忘れずに行いましょう。

プログラム作成問題はある箇所が抜けており、そこを穴埋めする虫食い問題形式で回答を進めていくため、プログラムの説明から抜け落ちている部分を推測することが第2段階となります。

プログラムがすべて埋め込まれている想定で読み込んでいくことで、不足している箇所が予測できるようになります。

推理力を働かせつつ、正確に語群の中から正答を選ぶようにしましょう。

実行問題の解き方

プログラムを実行する際には、まずプログラムに入力されているデータを整理することが大切です。

そのため、実行問題に取り掛かる際にはまず入力されているデータを正確に把握して整理するようにしましょう。

また、その際には併せて各引数（プログラム・関数に渡す値）を整理する作業を行うことも重要です。

次の段階で、それらのデータでプログラムがどのように動くかを考え、各変数がどう変化するかを追っていきましょう。

設問に解答できるまで繰り返し数を追うことが大切となるため、根気よくこの作業を行うようにしましょう。

ありえない選択肢を削る

選択肢の値の中ではプログラミングを実際に動かした結果ありえない数字も紛れ込んでいるため、このような選択肢は斜線を引くなどして早々に消してしまいましょう。

試験本番においては少ない解答時間の中で解答を進める必要があるので、問題にとりかかる時間を短縮するためにも明らかな誤答は早めに消しておくのがおすすめの解答方法です。

ただし、この解答方法はあくまで本番での時短対策です。

そのため、最初からこのような方法で行っていると正しいプログラミング操作を身に着けるという本来の目的から逸脱することにつながってしまうため、その点には注意が必要と言えるでしょう。

詰まったときは入力データを変えてみる

プログラムの実行に詰まったときには、当てはめるデータを変更していろいろと試してみることもおすすめです。

時々エラーデータを想定して作られたプログラムもあるため、時には有効な手段となります。

注意点としては、多くの場合はエラーを想定せずに正常なプログラムが出題されるので、エラーを疑っていたずらに時間を浪費してしまうことには注意が必要です。

あくまでも実験的に試す程度にとどめて、他の問題に着手する時間が無くなることが無いように気を付けましょう。

解きながらメモを取る

アルゴリズムの問題では、プログラムの作成から実行までの流れを常に追いかける必要があるため、前の情報が欠かせません。

前の情報を追いかける際には情報量が多くあるため、各記号の意味を覚えられないことにつながってしまいます。

そこで、工夫するべき点として理解した内容などは逐一メモしておき、後から思い出せるようにしておくと良いでしょう。

これにより問題に取り掛かる時間も短縮できるメリットもあります。

具体的には、配列の内容や変数の内容を言葉でメモしておくと必要なときに素早く思い出せるようになるため非常におすすめです。

アルゴリズムは内容が理解しづらい部分も多いため、自分が理解しやすい参考書を使って勉強することで効率よく理解できるようになります。

ここで紹介するアルゴリズムの範囲のお勧め参考書は

「うかる！　基本情報技術者[午後・アルゴリズム編]2023年版　福嶋先生の集中ゼミ」です。

著者の福嶋宏君はコンピュータ系ライターとして多くの参考書を執筆しており、多くの受験生から高い評価を受けています。

この参考書に関しても、初心者にとって理解の難しいアルゴリズム分野についてわかりやすく解説した参考書となっており、非常に高い評価を受けています。

複雑なプログラミングやアルゴリズムに関しても「じゃんけん」などの身近な例を用いながらわかりやすく解説しているため、初学者でも全体像がイメージしやすい構成となっています。

また、対話形式で知識を理解できるため、初心者やアルゴリズムの事前知識名無い人がまず使うべき参考書となっています。

試験対策も充実しており、多くの練習問題を収録しているためインプットと並行してアウトプットも行うことができる点も理解の大きな助けとなるでしょう。

基本情報技術者の取得メリット

ITに関連資格はいくつかありますが、その中でも基本情報技術者試験はかなり知名度が高く有名です。

国家試験でもあるため社会的な信用度も高く、多くの企業で活躍できる資格と言えます。

多くのIT企業では仕事をする上での最低限の知識として、この基本情報技術者の取得を義務付けているところもあります。

また、企業によっては有資格者に対して資格手当を支給しているところもあるため、スキルアップできるメリット以外にも金銭的なメリットを享受できる可能性があります。

IT業界で働くことを目標にしていて、プログラミングや表計算のスキルを高めたいと思っている人はぜひ取得を目指すべきです。

アルゴリズムを習得するメリット

アルゴリズムの分野は、基本情報技術者試験に出題される分野でも難問とされます。

配点も高く合否を大きく分ける科目とも言えるため、入念な対策と多くの演習が必要になります。

試験対策上避けて通れないとはいえ、「仕方ないから勉強する」という受け身の姿勢で勉強するよりも「自分のスキルアップのために勉強する」という前向きなモチベーションを保ちつつ勉強した方が効率的です。

そこで、アルゴリズムを習得できた際のメリットについて見ていきましょう。

プログラミングに詳しくなれる

アルゴリズムの問題に取り組む際には、「プログラムを追う」感覚を重視しましょう。

そうすることによってプログラミングに関して自然と詳しくなり、実務でも生かしていけるようになります。

プログラミングに詳しくなることで様々な作業を効率化できるようになり、どの企業に勤めていても一目置かれる存在になれます。

試験対策上も、丸暗記するよりしっかりとプログラムを追い理解する感覚が重要です。

出題されるプログラムは毎回内容が変わるため、過去問の暗記だけでは本試験の問題に対応できないためです。

開発スピードが大きく上がる

プログラムの性能に詳しくなることで、適切なキャパシティプランニングなどが行えるようになります。

また、

• 使っているアルゴリズムの性能がデータ量に伴ってどれぐらい劣化するのか

• 性能が劣化した場合に他のアルゴリズムを使って改善できるか

このような問題を迅速に判断することができるようになり、開発スピードを向上させることもできるでしょう。

開発スピードが上がることで多くの作業を効率化することにつながるため、IT業界において様々な活躍ができるでしょう。

基本情報技術者はIT業界で活躍するためには欠かせない資格です。

そのため、IT業界への転職を目指したり、プログラミングの仕事に興味がある人は取得を狙う価値があると言えます。

アルゴリズムは難しい上に必須回答科目なので合格への大きな壁となりますが、ぜひ過去問を多くこなして攻略するようにしましょう。

初学者にとっては非常に難しく感じられますが、インプットとアウトプットを丁寧に行うことで徐々に問題形式に慣れることができるでしょう。

アルゴリズムの攻略は合格への近道となるので、様々な工夫をしながら基本情報技術者の合格を目指しましょう！