基本情報技術者(科目A)過去問集 - システムの評価指標

図のようなLAN設備がある。LAN1のクライアントはLAN3に接続されているサーバを使用して，ある業務処理を行っている。通常は，ルータを介して通信を行っているが，ルータ1の故障時にはルータ2，3を介して通信を行う。このLAN1とLAN3をつなぐLAN設備の稼働率は幾らか。ここで，各ルータの故障率は0.1とし，故障時の切替えに時間はかからず，ルータ以外のLAN設備の故障は考慮しないものとする。

コンピュータシステムのベンチマークテストの説明として，最も適切なものはどれか。

コンピュータシステムによって単位時間当たりに処理される仕事の量を表す用語はどれか。

一定の時間内にシステムによって処理される仕事量を表す用語はどれか。

1件のトランザクションについて80万ステップの命令実行を必要とするシステムがある。プロセッサの性能が200MIPSで，プロセッサの使用率が80%のときのトランザクションの処理能力(件/秒)は幾らか。

MTBFとMTTRに関する記述として，適切なものはどれか。

あるシステムの今年度のMTBFは3,000時間，MTTR は1,000 時間である。翌年度はMTBFについて今年度の20％分の改善，MTTRについて今年度の10％分の改善を図ると，翌年度の稼働率は何％になるか。

稼働状況が継続的に監視されているシステムがある。稼働して数年後に新規業務をシステムに適用する場合に実施する，キャパシティプランニングの作業項目の順序として，適切なものはどれか。

〔キャパシティプランニングの作業項目〕
① システム構成の案について，適正なものかどうかを評価し，必要があれば見直しを行う。
② システム特性に合わせて，サーバの台数，並列分散処理の実施の有無など，必要なシステム構成の案を検討する。
③ システムの稼働状況から，ハードウェアの性能情報やシステム固有の環境を把握する。
④ 利用者などに新規業務をヒアリングし，想定される処理件数や処理に要する時間といったシステムに求められる要件を把握する。

MTBFが1,500時間，MTTRが500時間であるコンピュータシステムの稼働率を1.25倍に向上させたい。MTTRを何時間にすればよいか。

東京と福岡とを結ぶ実線の回線がある。東京と福岡との間の信頼性を向上させるために，大阪を経由する破線の迂回回線を追加した。迂回回線追加後における，東京と福岡との間の稼働率は幾らか。ここで，回線の稼働率は，東京と福岡，東京と大阪，大阪と福岡との全てが0.9とする。

スループットの説明として，適切なものはどれか。

ジョブの多重度が1で，到着順にジョブが実行されるシステムにおいて，表に示す状態のジョブA〜Cを処理するとき，ジョブCが到着してから実行が終了するまでのターンアラウンドタイムは何秒か。ここで，OSのオーバヘッドは考慮しない。

単位 秒

ジョブ	到着時刻	処理時間 （単独実行時）
A	0	5
B	2	6
C	3	3

コンピュータシステムの信頼性に関する記述のうち，適切なものはどれか。

MTBFが45時間でMTTRが5時間の装置がある。この装置を二つ直列に接続したシステムの稼働率は幾らか。

東京～大阪及び東京～名古屋がそれぞれ独立した通信回線で接続されている。東京～大阪の稼働率は0.9，東京～名古屋の稼働率は0.8である。東京～大阪の稼働率を0.95以上に改善するために，大阪～名古屋にバックアップ回線を新設することを計画している。新設される回線の稼働率は，最低限幾ら必要か。

2台のコンピュータを並列に接続して使うシステムがある。それぞれのMTBFとMTTRを次の表に示す。どちらか1台が稼働していればよい場合，システム全体の稼働率は何%か。

	MTBF	MTTR
コンピュータ1	480時間	20時間
コンピュータ2	950時間	50時間

図に示すシステム構成全体の稼働率を表す式はどれか。ここで，システムが正常に稼働するためには，磁気ディスクは2台とも正常でなければならず，それぞれのサイトで少なくとも1台の端末は正常でなければならない。

キャッシュサーバを利用した検索処理の平均応答時間は，キャッシュサーバでヒットした場合には0.2秒ヒットしない場合には2.2秒である。現在の平均検索応答時間は，1.0秒である。3年後のキャッシュサーバのヒット率は，検索量の増加によって現状の半分になると予測されている。3年後の平均検索応答時間は何秒か。ここで，その他のオーバヘッドは考慮しない。

稼働率が最も高いシステム構成はどれか。ここで，並列に接続したシステムは，少なくともそのうちのどれか一つが稼働していればよいものとする。

オンラインリアルタイム処理における一つのトランザクションについて，端末側で応答時間，回線伝送時間，端末処理時間が測定できるとき，サーバ処理時間を求める式として適切なものはどれか。ここで，他のオーバヘッドは無視するものとする。

MTBFがx時間，MTTRがy時間のシステムがある。使用条件が変わったので，MTBF，MTTRがともに従来の1.5倍になった。新しい使用条件での稼働率はどうなるか。

2台の処理装置から成るシステムがある。少なくともいずれか一方が正常に動作すればよいときの稼働率と，2台とも正常に動作しなければならないときの稼働率の差は幾らか。ここで，処理装置の稼働率はいずれも0.9とし，処理装置以外の要因は考慮しないものとする。

図のように，1台のサーバ，3台のクライアント及び2台のプリンタがLANで接続されている。このシステムはクライアントからの指示に基づいて，サーバにあるデータをプリンタに出力する。各装置の稼働率が表のとおりであるとき，このシステムの稼働率を表す計算式はどれか。ここで，クライアントは3台のうち1台でも稼働していればよく，プリンタは2台のうちどちらかが稼働していればよい。

アプリケーションの変更をしていないにもかかわらず，サーバのデータベース応答性能が悪化してきたので，表のような想定原因と，特定するための調査項目を検討した。調査項目cとして，適切なものはどれか。

想定原因	調査項目
・同一マシンに他のシステムを共存させたことによる負荷の増加 ・接続クライアント数の増加による通信量の増加	a
・非定型検索による膨大な処理時間を要するSQL文の発行	b
・フラグメンテーションによるディスクI/Oの増加	c
・データベースバッファの容量の不足	d

ベンチマークテストの説明として，適切なものはどれか。

システムの稼働率に関する記述のうち，適切なものはどれか。

スループットに関する記述のうち，適切なものはどれか。

あるオンラインリアルタイムシステムでは，20件/秒の頻度でトランザクションが発生する。このトランザクションはCPU処理と4回の磁気ディスク入出力処理を経て終了する。磁気ディスク装置の入出力処理時間は40ミリ秒/回であり，CPU処理時間は十分に短いものとする。それぞれの磁気ディスク装置が均等にアクセスされるとしたとき，このトランザクション処理には最低何台の磁気ディスク装置が必要か。

3台のコンピュータ A～C が図のように接続されている場合，システム全体の稼働率は幾らか。ここで，A～C の稼働率は，すべて0.8とする。また，コンピュータA，Bによって構成されている並列接続部分については，A，Bのいずれか1台でも稼働していれば，当該部分は稼働しているものとする。

稼働率Rの装置を図のように接続したシステムがある。このシステム全体の稼働率を表す式はどれか。ここで，並列に接続されている部分はどちらかの装置が稼働していればよく，直列に接続されている部分は両方の装置が稼働していなければならない。

RASISに関する記述のうち，可用性（アベイラビリティ）を説明したものはどれか。

四つの装置 A～D で構成されるシステム全体の稼働率として，最も近いものはどれか。ここで，各装置の稼働率は，AとCが0.9，BとDが0.8とする。また，並列接続部分については，いずれか一方が稼働しているとき，当該並列部分は稼働しているものとする。

コンピュータシステムの信頼性に関する記述のうち，適切なものはどれか。

稼働率が0.9の装置を複数個接続したシステムのうち，2番目に稼働率が高いシステムはどれか。ここで，並列接続部分については，少なくともどちらか一方が稼働していればよいものとする。

システムが単位時間内にジョブを処理する能力の評価尺度はどれか。

稼働率0.9の装置を用いて，稼働率0.999以上の多重化システムを作りたい。この装置を最低何台並列に接続すればよいか。

新しいコンピュータシステムを導入するときに行うシステムの性能評価に関する記述のうち，適切なものはどれか。

オンラインリアルタイムシステムにおけるCPUの使用率と平均応答時間の関係を表したグラフとして適切なものはどれか。ここで，トランザクションの発生はポアソン分布に従い，その処理時間は指数分布に従うものとする。

プログラムのCPU実行時間が300ミリ秒，入出力時間が600ミリ秒，その他のオーバヘッドが100ミリ秒の場合，ターンアラウンドタイムを半分に改善するには，入出力時間を現在の何倍にすればよいか。

コンピュータシステムのライフサイクルを故障の面から，初期故障期間，偶発故障期間，摩耗故障期間の三つの期間に分類するとき，初期故障期間の対策に関する記述として，最も適切なものはどれか。

オンライン検索システムにおいて，利用者が検索コマンドの送信を端末で指示してから，その端末に検索結果の最初の出力が始まるまでの時間を何というか。

システム全体の稼働率が (1-(1-A)²)² で表されるシステム構成図はどれか。ここで，構成要素Xは稼働率がAの処理装置とする。また，並列に接続されている部分は，どちらかの装置が稼働していればよく，直列に接続されている部分は両方の装置が稼働していなければならない。

オンラインシステムにおいて，1トランザクションの処理に平均600万命令を実行し，平均20回のファイルアクセスが必要であるとき，CPU性能が300MIPSであるコンピュータの1トランザクションの平均処理時間は何ミリ秒か。ここで，ファイルの平均アクセス時間は3ミリ秒とし，当該トランザクション以外の処理は発生しないものとする。

あるジョブのターンアラウンドタイムを解析したところ，1,350秒のうちCPU時間が2/3であり，残りは入出力時間であった。1年後はデータ量の増加が見込まれているが，CPU時間は性能改善によって当年比80%に，入出力時間は当年比120%になることが予想される。このとき，ジョブのターンアラウンドタイムは何秒になるか。ここで，待ち時間，オーバヘッドなどは考慮しないものとする。

MTBFが21万時間の磁気ディスク装置がある。この装置100台から成る磁気ディスクシステムを1週間に140時間運転したとすると，平均何週間に1回の割合で故障を起こすか。ここで，磁気ディスクシステムは，信頼性を上げるための冗長構成は採っていないものとする。

キャパシティプランニングにおける作業を実施する順序に並べたものはどれか。

〔作業項目〕
① CPU増設，磁気ディスク増設メモリ増設などを検討する。
② 応答時間，システム資源の要求量などの増加から，システム能力の限界時期を検討する。
③ 稼働状況データ，磁気ディスク使用量，トランザクション数などの基礎数値を把握する。
④ 端末増設計画，利用者数の増加などを検討する。

ハードウェアの故障率は時間の経過とともに変化するが，その変化の様子を表したグラフはどれか。ここで，横軸を経過時間（t），縦軸を故障率（r）とする。

コンピュータシステムに対して問合せ又は要求の終わりを指示してから，利用者端末に最初の処理結果のメッセージが出始めるまでの経過時間を何というか。

システムの性能評価に関する記述として，適切なものはどれか。

コンピュータシステムの運転状況を集計したところ，各月のCPUの使用率と遊休時間の合計は表のとおりであった。この3か月間におけるCPUの平均使用率は約何%か。

月	使用率（%）	遊休時間の合計（時間）
4	60	120
5	80	20
6	20	80

システムの性能評価に関する指標のうち，主記憶の競合状態を最もよく表すものはどれか。

スループットに関する記述のうち，適切なものはどれか。

図のような，稼働率Pのシステムで構成された多重化システム全体の稼働率を表す式はどれか。ここで，並列の部分は，どちらか一方が稼働していればよいものとする。

性能評価指標として用いられるSPECintに関する記述として，適切なものはどれか。

MTBFとMTTRに関する記述として，適切なものはどれか。

一つのジョブについての，ターンアラウンドタイム，CPU時間，入出力時間及び処理待ち時間の四つの時間の関係を表す式はどれか。ここで，ほかのオーバヘッド時間は考慮しないものとする。

システムが時間とともに図のように故障と回復を繰り返した。このとき，RASISの信頼性（Reliability）と可用性（Availability）を表す指標の組合せとして，適切なものはどれか。ここで，$T=\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n{t}_i$，$S=\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n{s}_i$ とする。

	信頼性	可用性
ア	T	S
イ	T	T/(T+S)
ウ	T+S	S
エ	T+S	T/(T+S)

装置aとbのMTBFとMTTRが表のとおりであるとき，aとbを直列に接続したシステムの稼働率は幾らか。

単位 時間

装置	MTBF	MTTR
a	80	20
b	180	20

Webサーバとデータベースサーバ各1台で構成されているシステムがある。次の運用条件の場合，このシステムでは最大何TPS処理できるか。ここで，各サーバのCPUは，1個とする。

〔運用条件〕
（1）トランザクションは，Webサーバを経由し，データベースサーバでSQLが実行される。
（2）Webサーバでは，1トランザクション当たり，CPU時間を1ミリ秒使用する。
（3）データベースサーバでは，1トランザクション当たり，データベースの10データブロックにアクセスするSQLが実行される。1データブロックのアクセスに必要なデータベースサーバのCPU時間は，0.2ミリ秒である。
（4）CPU使用率の上限は，Webサーバが70%，データベースサーバが80%である。
（5）トランザクション処理は，CPU時間だけに依存し，Webサーバとデータベースサーバは互いに独立して処理を行うものとする。

稼働率が大きくなるものはどれか。

システムの稼働モデルが図のように表されるとき，システムのMTBFとMTTRを表した式はどれか。ここで，t_iはシステムの稼働時間，r_iはシステムの修理時間を表すものとする（i=1，2，…，n）。

	MTBF	MTTR
ア	$\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n{r}_i$	$\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n{t}_i$
イ	$\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n{t}_i$	$\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n{r}_i$
ウ	$\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n{t}_i$	$\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n(t_i+r_i)$
エ	$\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n(t_i+r_i)$	$\frac{1}{n}\sum _{i=1}^n{r}_i$

3台のコンピュータのうち1台が正常であればよいシステムの稼働率を表す式はどれか。ここで，各コンピュータの稼働率はいずれもAで，システムの切替えなどに要する時間は無視できるものとする。

あるベンチマークテストプログラムの命令ごとの出現頻度と，これを実行するプロセッサの実行クロック数を表に示す。このベンチマークテストプログラムにおけるCPI（Clocks Per Instruction）は幾らか。

命令	出現頻度（%）	実行クロック数
転送	50	1
演算	30	2
分岐	20	5

ハードウェアの使用経過年数を横軸，そのハードウェアに故障が発生する確率を縦軸にとると，一般的にどのようなグラフになるか。

オンラインシステムの性能を評価するとき，特に業務処理性能を評価する指標として，最も適切なものはどれか。

平均故障間隔がx時間，平均修理時間がy時間のシステムがある。使用条件が変わったので，平均故障間隔，平均修理時間がともに従来の1.5倍になった。新しい使用条件での稼働率はどうなるか。

オンラインシステムにおいて，1トランザクションの処理に平均60万命令を実行し，平均2回のファイルアクセスが必要であるとき，CPU性能が30MIPSであるコンピュー夕の1トランザクションの平均処理時間は何ミリ秒か。ここで，ファイルの平均アクセス時間は30ミリ秒とし，当該トランザクション以外の処理は発生しないものとする。

あるオンラインシステムでは，100MIPSのCPUを使い，1時間当たり36,000のトランザクションを処理することが求められている。CPU利用率の上限を80%とするとき，1トランザクション当たりの平均命令数の上限は何万個か。

あるハードウェア製品の故障率は時間とともに変化して，図のようなバスタブ曲線となった。この製品の偶発故障期間は約何年か。

ある装置の5か月間における各月の稼働時間と修理時間は表のとおりである。この装置のMTBF，MTTR及び稼働率の組合せとして，適切なものはどれか。ここで，稼働率は小数第3位を四捨五入した値とする。

月	稼働時間	修理時間	故障回数
1	100	1	1
2	200	1	1
3	200	2	1
4	100	2	1
5	200	2	1

	MTBF	MTTR	稼働率
ア	1.6	160.0	0.99
イ	8.0	160.0	0.95
ウ	160.0	1.6	0.99
エ	160.0	8.0	0.95

システムの信頼性を表す指標であるRASのうち，可用性（Availability）を表す尺度はどれか。