初級システムアドミニストレータ/コンピュータシステム
初級システムアドミニストレータ試験(初級シスアド)は2009年(平成21年)度春期の試験を最後に廃止されました。ただし、初級シスアドの後継であるITパスポート試験や基本情報技術者試験にも、コンピュータシステムに関する問題が出題されています。
ITパスポート試験や基本情報技術者試験の合格を目指される方はしっかり学習してください。
コンピュータシステム

このページは、コンピュータなど情報機器のハードウェアと、OS(基本ソフトウェア)についてのページです。
コンピュータシステム

コンピュータのCPUが演算処理を行う際には、CPUの回路内部で、処理する回路同士でタイミングを取りながら(これを「同期をとる」と呼びます)処理をこなしています。これは丁度オーケストラの指揮者が、各楽器間のタイミングをとるのと同じです。そしてCPUにとっての指揮者のような存在が“CPUクロック”です。一般には、同一のCPUであればクロック数の値が大きいほど(クロックサイクルが早いほど)演算スピードが速くなり、ひいては処理能力が高くなると言えます。
コンピュータシステム

1 1000000000 {\displaystyle {\frac {1}{1000000000}}} 秒 = 0.000001ミリ秒 = 0.001マイクロ秒 = 1ナノ秒
コンピュータシステム

MIPS(Million Instructions Per Second)とは、CPUの処理能力を表す指標の一つで、1秒あたりCPUが処理できる命令語の個数(単位は100万)を表す値です。たとえば50MIPSとは、1秒あたり 50 × 1000000 = 50000000 {\displaystyle 50\times 1000000=50000000} なので、5000万個の命令をこなせる、という意味です。
コンピュータシステム

メモリキャッシュとは、ツボを押さえた高速化に用いられる技法です。キャッシュ(cache)とは「隠し持つ・貯蔵する」という意味を持つ単語で、よく使うデータやプログラムを高速アクセスできるメモリに記憶させておき、そのメモリをCPUのすぐ近くに置いておくことで、高速なデータ処理を目指す技術のことです。具体的には、CPUのすぐ隣(今日ではCPUに内蔵)に高速なSRAMのキャッシュメモリを配置し、頻繁に使うデータをそこに置いておきます。
コンピュータシステム

SRAMとDRAMには、「速くて高いSRAM」「低速で安いDRAM」という違いがあります。そのため、大容量が求められる主記憶(今日のPCでは、DIMMのメモリモジュール)には安価なDRAMを用い、キャッシュメモリのように「ここぞ」という場所にはSRAMを用います。こうすることで、処理スピードとコストのバランスが取れたシステム構成が可能となります。
コンピュータシステム

RAMは大きく分けて、SRAMとDRAMに分けられます。また、DRAMを高速化したSDRAM(シンクロナスDRAM)が、今日のPCでは主記憶装置に用いられています。 ROMはフラッシュメモリ以外に、PROM、EPROM、EEPROM等の種類がありますが、出題頻度はごく低いので、メモリに関心ある方のみお調べ下さい。なお、CD-ROMやDVD-RAMは集積回路ではないので、ここには分類されません。
コンピュータシステム

PCの画面をよく見ると、画面上の絵や文字は小さな粒の集まりで描かれていることがわかります。その粒(画素、ドット、ピクセル)ごとに色番号を指定することで、絵や文字を表示しています。 PCの画面制御には、ビデオコントローラと呼ばれる専用ICを用いるのが一般的です。そして今日のPCでは、主記憶とは別にビデオコントローラのためのメモリ(ビデオRAM(VRAM))も持たせる構成が一般的です。 より大容量のビデオRAMを搭載する事で、より多い色数や、より多くのピクセルを(つまり、より精細に)表示させることができます。ただし、いくらPC側にビデオRAMを搭載しても、それに対応できる高性能なディスプレイも用意しておく必要があります。
コンピュータシステム

ア 16色 イ 256色 ウ 65536色 エ 16777216色
コンピュータシステム

磁性体が塗られた円盤を1~複数枚用い、回しながら同心円状に磁気的に記録するものです。PCの起動時などにPC内部から「カラカラ(コリコリ)」という音が聞こえますが、これはハードディスク内のヘッド(読み書きのためのセンサ)が動いている音です。なお、ハードディスクは衝撃に弱く、また高速回転による発熱にも弱いため、取り扱いには注意が必要です。
コンピュータシステム

読み出し時、ピットと呼ばれる小さな穴に赤色レーザ光線をあて、ピットの長短を検知することで0か1かを判別します。1枚で640Mバイトまで記録可能です。また、CD-ROMの記録フォーマットの規格(ISO9660フォーマット)に則っていれば、WindowsのPCで焼いた(書き込んだ)CD-RをMacintoshのPCで読んだり、オーディオ用のCDとして楽しむこともできます。
コンピュータシステム

原理はCDと同じですが、より短波長な青色レーザ光線を用いることで、記録密度を高めています。また2枚のディスクを貼り合わせて1枚のディスクとする(片面2層)事で、1枚あたり約4.7Gバイトまで扱えます。
コンピュータシステム

レーザ光線で熱し、冷える瞬間に磁場をかけることで、磁気データを記録するものです。過去に書き込んだデータの消去や、再書き込みも可能です。オーディオ用のMD(Mini Disk)も同じ原理を利用しています。
コンピュータシステム

もともとディジタル録音用であったDAT(Digital Audio Tape)など、磁気テープにデータを記録するものです。サーバのデータをバックアップする際によく用いられます。DDS-4などのテープストリーマもMTに分類されます。数10Gバイト単位の大容量データをバックアップできますが、バックアップに数時間から一晩かかる事もあるので、頻繁なバックアップには向きません。
コンピュータシステム

USBメモリが代表的です。ハードディスクと同様に扱うことができる装置ですが、磁気ディスクのかわりにICメモリを用いるため、アクセス時間の短縮が図れます。また衝撃に強いことから、航空機のボイスレコーダ等にも用いられています。
コンピュータシステム

メモリカードの規格の一つです。ディジタルカメラの画像保存用や、ノートPC等に用いられる、主にフラッシュメモリを用いたメモリカードです。ソニーが中心となって策定した「メモリースティック」や、松下電器が中心となって策定した「SDメモリー」なども、広い意味でスマートメディアに分類されます。
コンピュータシステム

アクセス速度とは、CPU等から「データが欲しい」と要求されてから、実際にデータが取り出され始めるまでの時間を指します。主な記憶装置を、アクセス速度が速い(時間が短い)順に並べると、
コンピュータシステム

となります。
コンピュータシステム

サーバ等に入っているデータを、障害に備えてバックアップをとる際に用いるバックアップ先の媒体は、以下の基準で選ぶと良いでしょう。
コンピュータシステム

バックアップは定期的に(日次・週次・月次バックアップ)行い、複数世代(もしバックアップ先が故障しても、最悪の事態を避けられる)に渡ってとるのが理想です。また、データ保存専用のネットワークであるSAN(Storage Area Network)や、LAN上のファイルサーバから発展したNAS(Network Attached Storage)を利用し、そこをバックアップ先とする運用方法も、最近のトレンドです。
コンピュータシステム

補助記憶装置、特にハードディスクやフロッピーディスクの記憶容量を計算問題が、午前試験でよく出題されます。キーワードとして、同心円状の「トラック」と、扇形の「セクタ」との違いを押さえておきましょう。
コンピュータシステム

ア 0.5 イ 0.7 ウ 1.2 エ 1.4
コンピュータシステム

この例題の場合、全ての値を掛け算すれば求まります。 磁気ディスクではディスク内を、トラックと呼ばれる同心円と、セクタと呼ばれる扇形の区切りで管理していることも押えておきましょう。
コンピュータシステム

ハードディスクで、データの書込み・消去・再書込みを繰り返すと、書き込まれたデータがツギハギ状になった領域が生じます。これがディスクの断片化(フラグメンテーション)と呼ばれる状態です。ディスクが断片化してしまってもファイルの読み書きそのものは可能ですが、ディスクアクセスの効率が落ちてしまい、ひいてはPC全体として処理が遅くなります。断片化を解消するためには、デフラグツール(Windowsに標準で入っている“ディスクデフラグ”と呼ばれるユーティリティツールなど)を用いて再編成を行うのが一般的ですが、データを一度別のメディアにコピーした上でハードディスクを初期化後、データを元のように書き込んでも同様の効果があります。
コンピュータシステム

コンピュータと周辺機器や、周辺機器同士を電気的につなぐ際、お互いの接点になる部分を「インタフェース(interface)」と呼びます。インタフェースには様々な規格があり、コネクタの形状から通信スピード、信号の際の電圧などのプロトコルも規定されています。
コンピュータシステム

データが流れる道のことを、「バス」と呼ぶことがあります。これは、乗合バスにデータを乗せて行き来するイメージからついた名前です。 大きく分けて、シリアルバスとパラレルバスに分かれます。
コンピュータシステム

なお、今日のPCでは、RS-232CやISAバスなどの古くからあるインタフェースがPC基板設計上のネックとなることが多いため、これらに替わってUSBやIEEE1394、PCIなどのインタフェースに絞った基板設計、いわゆる「レガシーフリー」と呼ばれる設計のPCが一般的です。
コンピュータシステム

ポインティングデバイスとは、マウスなどGUI画面上の位置を指し示すための装置です。ここでは特に説明しません。
コンピュータシステム

活字印刷や手書きの文字を、コンピュータにデータとして取り込む仕組みの総称です。たとえば郵便番号を読み取って自動的に仕分ける装置や、「読んde!ココ」などスキャナから活字を読み取るソフトウェアが、これにあたります。なお、マークシートを読み取るものはOMR(Optical Mark Reader)と呼びます。
コンピュータシステム

プリンタについての出題は、dpi(Dot Per Inch)という単位を覚えて下さい。これはプリンタの性能を表す単位で、1インチの長さに何ドットを印刷できるかを表す値です。 たとえば100dpiのプリンタだと、1インチ(約2.54cm)の長さに100ドット印刷できるため、1インチ四方だと10,000ドットの印刷できるという意味です。もちろん、dpiの数字が大きいほど、より細かく印刷できることを表します。
コンピュータシステム

WindowsやMacOSなどのOSは、人間の目にはきれいなGUIの部分しか見えませんが、OSの本当の値打ちは、GUIの裏で働いてくれているプログラム(ファイル管理、プロセス管理、メモリ管理など)の良し悪しで決まります。ここの出来が良いOSは、簡単に言えば「アプリケーションソフトの動作中に、原因不明で止まってしまう」ことが少なくて済みます。 OS選定、特に業務で使うPCのOS選定は、ぜひ「止まりにくい」かどうかを基準にして下さい。
コンピュータシステム

PCなどでアプリケーションソフトを実行する時は、コンピュータの資源(リソース)をうまく活用して、特にCPUやメモリをムダなく効率的に使いながら実行する必要があります。そのための制御をしてくれるものが、OSです。OSの実体はプログラムの一種です。
コンピュータシステム

情報処理技術者試験では、各社・各団体が作るこれらOSの種類や特徴を問わせる問題は出題されません。出題ポイントは、OSによって特殊文字が文字化けすることと、UNIXおよびLinux上でウィンドウシステムを実現させるための仕組み(X Window System)の名称です。
コンピュータシステム

WindowsとMacOSでは、同じ文字コードに全く別の文字が定義されていることがあり、それが元での文字化け、または〓(ゲタ文字)が表示されることがあります。詳しくは、Webマスターのための文字化け講座の「Windowsでは表示されるが、Macでは文字化けする文字」をご参照下さい。初級シスアド試験の、特に午前問題では、「丸囲み数字」「全角ローマ数字」は、よく文字化けするという知識問題が出題されます。
コンピュータシステム

あるソフトウェアを動作させるために必要なメモリとして「512Mバイト以上を推奨」と書かれているソフトを、実際には256Mバイトの主記憶メモリしか積んでいないPCにインストールし実行させようとすると、どうなるでしょうか? この時、多くの場合ソフトは起動し、ほとんどの機能が動作します。ただし、時には使い物にならないまでに動作が遅くなる(「動作が重い」と感じる)ことが多いです。
コンピュータシステム

ここに、2つの疑問点があります。
コンピュータシステム

では、これらについて詳しくご説明しましょう。
コンピュータシステム

仮想記憶とは、今日のほとんどのOSが持つ機能の名前です。これはOSが、アプリケーションソフトなどの実行中に「メモリが足りない」と判断した時、現在メモリ上にあるデータを一旦ハードディスクに書き出した(退避させた)上で、必要な別のデータをメモリ上に持ってきて、処理を続行する機能を指します。 これが、実際には256Mバイトしかメモリがないのに、512Mバイトのデータでも扱えた理由です。ソフトウェアの視点ら見れば、コンピュータ上にはありもしない512Mバイトのメモリがあるかのように見えることから、「仮想記憶」という名がつけられています。
コンピュータシステム

次に、動作が極端に重くなった理由を考えましょう。 メモリ上のデータをハードディスクに書き出し、必要な時にはまた元のメモリに戻す入れ替えサ行のことを、「スワッピング」と呼びます。そしてスワッピングが頻発し、動作が極端に重くなることを「スラッシング」と呼びます。 初級シスアド試験では、このスラッシングが頻発する際の対処方法を問わせる問題がよく出題されます。最も効果的な対処方法は「PCに搭載するメモリを増やす」、または「とりあえず使っていない他のアプリケーションソフトを終了させて、現在使用中のソフトに主記憶領域を譲る」です。
コンピュータシステム

OSが担う役割の中で、身近なものの一つに「ファイル管理機能」があります。ほとんどのOSでは、ファイルを「階層ディレクトリ構造」と呼ばれる形式で管理します。これはWindowsでいえば、丁度「フォルダ」の考え方と同じです。「Windowsでいうフォルダ = ディレクトリ」と覚えておいても差し支えありません。
コンピュータシステム

たとえばHTMLで、別のディレクトリにある画像ファイルの場所を指定する記述にも、この知識が必要です(なお、日本語環境のWindowsのコマンドプロンプトで同じことを行う場合は、“/(スラッシュ)”を“\(円記号)”に読み替えて下さい)。
コンピュータシステム

sourceディレクトリにあるHTMLファイル(index.html)から、[gazou]ディレクトリにあるaPicture.gifというファイル名を指定する際の書き方は、以下のようになります。 <img src="../gazou/aPicture.gif">
コンピュータシステム

情報処理、特に古くからある帳票処理に用いられる(主にCOBOL言語で扱うデータの)ファイルは、多くの場合このような形式で保存されています。
コンピュータシステム

このファイルでは、左から順に、
コンピュータシステム

を表してみました。
コンピュータシステム

1つのファイルの中には個々のレコードがあり、1つのレコードの中には個々のフィールドがあるという、以下の図式が成り立ちます。この図式は、午前試験でたまに問われます。 ファイル > レコード > フィールド
コンピュータシステム

マルチタスク(マルチプログラミング)とは、OSが同時に複数の仕事をこなすことができるという意味です。これも今日のPC用OSでは当たり前のことですが、たとえばWebサイトからファイルをダウンロードしながら、その間に文書を編集するといった処理が同時進行でできるよう作られたOSを「マルチタスクOS」と呼びます。
コンピュータシステム

リアルタイム処理とは、入力した処理の結果がすぐに返ってくるという意味です。マルチタスクOSが当たり前となった今日では、リアルタイム処理が当たり前のことではありますが、特に「バッチ処理(処理させたいデータをある程度ためてから、頃合をみて処理す方式)」の反対語として用いられることが多い言葉です。
コンピュータシステム

排他とは、いわば「おまえ、あっち行け」と言った、のけものにすることを指す言葉です。人間世界ではあまり良い意味には使いませんが、コンピュータの世界では欠かせない考え方の一つです。たとえばLAN上のファイルサーバで共有されたWordのファイルを、誰かが編集しているとします。その途中で後から来た別の人が、同一のWordファイルを開こうとしたら、後の人のPCではそのファイルを編集させてはくれない仕組みが働きます。これが、OSが持つ排他制御の例です。
コンピュータシステム

排他制御は便利な仕組みですが、排他制御には「デッドロック」と呼ばれる困った現象が起こる可能性がついてまわります。デッドロックとは、マージャンにたとえると「持ち持ち」の状態を表します。
コンピュータシステム

インタフェース(interface)とは、日本語でいえば「接点」のことです。ヒューマンインタフェースとは、人間とコンピュータの接点、具体的にはコンピュータにとっての「外ヅラ」だととらえて下さい。
コンピュータシステム

1990年代前半のPC、特にMS-DOSと呼ばれるOSを搭載していたPCでは、今日のWindowsでいうアイコンをクリックするかわりに、起動したいプログラム名をキーボードから打ち込んでEnterキーを押すことでプログラムを起動させていました。このように、コマンド(の文字列)をキーボードから入力しながら処理を進める形態を、CUI(Character User Interface)と呼びます(和製英語だそうです)。なお、ここでいうキャラクタとは「文字」という意味です。
コンピュータシステム

ですが今日、PCというと、WindowsやMacOSなど、きれいな画面で操作できるPCが一般でしょう。統一感あるデザインの画面上で、やらせたい作業のアイコン(絵文字)をクリックすることで、ソフトウェアを起動したり必要なファイルを編集したりする、あれです。CUIが素っ気無い文字ベースのやり取りなのに対し、これらはカラフルなグラフィックスなので、GUI(Graphical User Interface)と呼ばれます(こちらは外人にも通用する英語です)。
コンピュータシステム

この分野の出題ポイントは、GUIを構成する部品(GUIコンポーネント)の名前を問わせる問題です。具体的には、ボタン、チェックボックス、ラジオボタン、テキストボックス、プルダウンメニューの名称を覚えて下さい。他には、「画面遷移図(その実体は、状態遷移図)」を読ませる問題が、午前・午後ともに出題されることが多いです。詳しくは「状態遷移図」の項目をご覧下さい。
コンピュータシステム

エンベデッドOS(組み込みOS、とも訳されます)とは、PCほど大きくはないけど、立派にCPUを積んでいる装置(たとえば携帯電話やPDA、ちょっと複雑な家電製品など)に使われるOSです。有名なものではITRONや、WindowsCEなどがあります。
コンピュータシステム

PCなどのOSが、周辺装置を制御する際に使うソフトウェアのことです。今日では、制御用のソフトウェアはOSにほとんど組み込まれており、その組み込まれたソフトウェアに指示を与えるための詳細な設定項目一覧のことをデバイスドライバと呼びます。普通、周辺装置(特にPCIバスやPCカードといった、PCのハードウェアにベッタリと接続する装置)を買ってくると、その装置専用のデバイスドライバが、フロッピーディスクなどの形で同梱されています。
コンピュータシステム

OSとアプリケーションソフトの中間に位置するソフトウェアを、ミドルウェアと呼びます。ミドルウェアは、さまざまな利用分野で共通に使える、基本的な処理機能を提供します。ミドルウェアに分類されるソフトウェアには、このようなものがあります。
コンピュータシステム

ハードディスクを複数個使う事で、アクセス速度の向上や、信頼性アップを目指す技術の総称です。主にRAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)の技術が用いられます。
コンピュータシステム

バッチ(batch)とはもともと、パンや陶器を釜で焼く時の1焼き分のことです。転じて、まとめて1束分という意味もあります。 コンピュータの世界でバッチ処理とは、仕事をある程度ためておいて、頃合を見てまとめて一気に処理を行う、という意味になります。たとえばマークシート解答用紙を人数分まとめて採点したり、ためておいた一ヶ月分の取引データを月末に一気に処理する、などです。
コンピュータシステム

対してオンラインリアルタイム処理とは、仕事をためずスグに処理することです。たとえば銀行のATMでお金をおろす場合、数秒後には処理が終わってくれますが、これはオンラインリアルタイム処理の一つの例です。なお、呼べば応えるような処理なので「対話型処理」という言葉も同じ意味で使われます。
コンピュータシステム

なおマイクロソフト社のOSの用語「バッチファイル」は、綴りは同じですが、今回のバッチ処理とは全く違う意味の言葉です。
コンピュータシステム

汎用機(メインフレーム)に処理を集中させるTSS(Time Sharing System)処理は、1990年代前半頃まで一般に用いられてきた処理形態でした。しかしたとえば、PC200台分の性能を持った1台の汎用機に処理を集中させるのと、PCを200台買ってきてLANで接続するのでは、後者のほうがはるかに安くつくことに世間が気づき始めました。
コンピュータシステム

そこで今日では、処理を各PCに分散させ、専門的な処理が必要な場合にはサーバを用いる「クライアントサーバシステム(CSS : Client Server System)」と呼ばれる処理形態が一般的となりました。
コンピュータシステム

クライアントサーバシステムにより、お値段は格段に安くなりました。ですがコンピュータの運用管理の点では、集中処理の場合はほぼ一ヶ所(中央のみ)を押さえておけば済んでいたものが、分散処理の場合はエンドユーザ側にも負担がかかる、という問題点があります。 エンドユーザコンピューティングの推進役である初級シスアドとしては、運用管理は大事な仕事の一つとなり、また試験出題の重要なポイントでもあるのです。
コンピュータシステム

特にデータベースを用いる処理では、実際のデータベースをアクセスする処理はサーバに任せて、クライアントは画面表示に徹する、という形をとることがあります。その場合の構築の考え方として、「3層クライアントサーバシステム」という考え方があります。これはシステム(特にデータベースのシステム)を論理的に「プレゼンテーション層」「ファンクション(アプリケーション)層」「データベース層」の3つの階層に分け、それぞれ別々のコンピュータに役割を振り分ける考え方です。そのメリットは、各コンピュータに機能を振り分けるメリットは、どこかの層に変更が加わったとしても、他の層の変更が最小限で済むことです。
コンピュータシステム

3層クライアントサーバシステムで、データベース検索することを考えましょう。そして検索するたびに、クライアントPCからサーバに向かってSQLステートメントが少しずつ流れるとします。 これでは通信回線の無駄使いにもなりますし、なにより辛気臭いです。 そこで、よく使うSQLステートメントをあらかじめサーバ側に登録しておいて、それに名前をつけておくと、クライアントPCからはその名前を指定するだけですぐに検索処理を行うことができます。この、よく使うSQLステートメントの集まりのことを「ストアドプロシージャ」と呼びます。
コンピュータシステム

何台かのデータベースサーバに同じデータを重複して持たせる構成を、分散データベースと呼びます。これによりサーバ1台あたりの負荷を減らせるメリットがありますし、たとえば東京本社と大阪支店のデータベースサーバに同じデータを持たせておけば、東京本社だけにデータを置いておく場合に比べて、全体の通信量を減らすこともできます。
コンピュータシステム

分散データベースを用い、複数台のデータベースサーバで同じデータを共有する場合には、どこかの拠点で書き換わったデータを他の全てのデータベースサーバに反映させなければなりません。その際に使われるのが、2相コミットメントと呼ばれるやり方です。簡単に言えば、「みんな、データを書き換える準備は良いか?」と問いかけ、全員からのOKの返事が来てから「では、書き換えて下さい」と指示し、全員からの書き換え完了の通知を得てから処理を終了する、という2段階を踏む仕組みです。
コンピュータシステム

なお、一台でも異常があったならば「ロールバック」と呼ばれる、いわば「なかったことにする処理」を行い、再度2相コミットメントを試みます。
コンピュータシステム

なおロールバックの反対語「ロールフォワード」は、データベースの障害回復(システムが停止した際、再度データベースを復旧させる)の際に行われるもので、障害発生までに行われたデータ更新の内容を、更新ログを基にして忠実にたどる処理を指します。
コンピュータシステム

トランザクションとは「一件分の処理」と考えて下さい。マルチタスクOSのコンピュータでは、トランザクションが2本以上、平行して実行されることがあります。そこで欠かせないのが排他制御(共有ロック、占有ロック)です。排他とは「お前、あっちへ行け」という意味の言葉ですが、あるトランザクションが作業の途中に他人にいじられたくないデータがあった場合に、そのデータにロックをかける処理のことを排他制御と呼びます。 あるトランザクションがデータにかける排他制御には、大きく分けて2種類あります。
コンピュータシステム

ともにシステムの信頼性を上げるための仕組みで、たいへん紛らわしい用語ですが、その違いを見てみましょう。
コンピュータシステム

待ち行列理論とは、処理の窓口(郵便局の窓口やWebサーバなど、何らかの処理を到着順に受け付ける窓口)の混み具合によって、処理を待たされる時間がどのように変化するかを予測する、OR(オペレーションズリサーチ)手法の一つです。 ここでは一例としてM/M/1待ち行列モデルの計算式を挙げます。この数式を用いると、待たされる平均時間がおよそ見積もれます。 平均待ち時間 = ρ 1 − ρ × T s {\displaystyle ={\frac {\rho }{1-\rho }}\times Ts} なお、窓口利用率は忙しさを表す率であり、Tsは平均サービス時間です。たとえば、1時間あたり24人の来客があり、来客1件あたり平均2分の処理時間がかかる場合には、 窓口利用率 ρ = 24 30 = 0.8 {\displaystyle \rho ={\frac {24}{30}}=0.8} Tsは2分なので、 0.8 1 − 0.8 × 2 {\displaystyle {\frac {0.8}{1-0.8}}\times 2} で、平均8分待たされる、と見積もられます。 ところで、Tsを定数とすると、窓口利用率 ρ の値によって、平均待ち時間が変わってきます。
コンピュータシステム

窓口が処理の限界に近づくほど、並んでいて待たされる時間が長くなることがわかります。実生活でもそうですね、急な仕事が入った場合、暇な時だとすぐに対応できますが、忙しい時だとなかなか対応できないものです。そしてこの待ち行列理論のグラフは、CSMA/CD方式のLANであるイーサネット(共有のLAN媒体にアクセスが集中すると、コリジョンによってLANが使い物にならなくなる)や、車の量が倍に増えただけで渋滞になってしまう道路などもこの理論で説明がつきます。
コンピュータシステム

たとえば、クライアントのWebブラウザにURLを打ち込み、Enterキーを押したとします(この瞬間にストップウォッチを押します)。そしてしばらく待って、あて先のWebサーバが処理をした後に、返答であるHTMLデータを送り返し始めます。
コンピュータシステム

運用しているシステムのレスポンスタイムを体で覚えておくと、「今、Webサーバにアクセスが集中しているな」といったネットワーク診断が、勘でできるようになります。
コンピュータシステム

スループット(実効速度)とは、その名の通り「実際に使い物になるスピード」のことです。たとえばイーサネット(CSMA/CD)、特に全二重対応していない10BASE2や10BASE5などでは、先の待ち行列理論のグラフにもあるように、10Mビット/秒の限界近くまで使おうとするとLANとして使い物にならなくなります。条件にもよりますが、伝送効率はせいぜい30%位で考えておいて下さい。そしてこの場合のスループットは、3Mビット/秒と言えるわけです。
コンピュータシステム

「情報化と経営」分野で出てくる用語「ベンチマーキング」との混同に注意して下さい。
コンピュータシステム

コンピュータの性能評価におけるベンチマークとは、システムの性能を測る時の指標のことです。たとえばパソコン雑誌、特に自作PCが好きな人が読む雑誌には、最新のPCの処理能力を多角的に比べるグラフ(たとえばMS-Wordのマクロばかりを処理させてみたり、ゲームソフトであるFINAL FANTASYの画面表示の速さを競ってみたり)がいっぱい出ていますが、これらこそがベンチマーク(ベンチマーク・テスト)です。
コンピュータシステム

稼働率の計算問題とは、いわば「ある瞬間に、システムが使いものになっている確率」を計算することです。まずは「稼働率」と「故障率」という言葉を覚えて下さい。
コンピュータシステム

たとえば稼働率が0.9という値だったとすると、
コンピュータシステム

という意味です。そして故障率は、「システムは、動いているか故障しているかの、どちらかしかない」と考えるため、故障率 = (1 - 稼働率)の式で求まります。
コンピュータシステム

この手の計算問題を解くために覚えていただく用語は、MTBFとMTTRです。ここでは、システムは「動いている」か「(故障などで)止まっている」かのどちらかの状態しかない、とします。そして動いている時間のことをMTBF、止まっている時間のことをMTTRと呼びます。システムは「動いている」か「止まっている」かのどちらかの状態しかないため、(動いている時間+止まっている時間)でトータルの時間が求まります。そして稼働率とは、「トータルの時間のうち、動いている時間の割合」のことですので、稼働率はこう定義されます。この式は覚えて下さい。
コンピュータシステム

稼働率 = 動いている時間 ÷ (動いている時間 + 止まっている時間) = M T B F M T B F + M T T R {\displaystyle ={\frac {MTBF}{MTBF+MTTR}}}
コンピュータシステム

詳しく言うと、MTBF(Mean Time Between Failure)は「平均故障間隔」とも呼ばれ、システムが動き始めてから故障するまで(故障したものは修理して再使用)の平均時間を表します。そしてMTTR(Mean Time To Repair)は「平均修理時間」とも呼ばれ、システムが壊れてから修理してまた動くまでの平均時間を表します。
コンピュータシステム

あるシステムにおいて,MTBFとMTTRがともに1.5倍になったとき,アベイラビリティ(稼働率)は何倍になるか。
コンピュータシステム

MTBFとMTTRから稼働率を求める数式を覚えていないと解けない問題ですが、覚えていれば小学校の算数のレベルです。答はエだと求まりましたでしょうか。
コンピュータシステム

初級シスアド試験で確率の問題を問わせる場合、システムの稼働率にからめて出題するパターンが多いです。ここでは稼働率を用いての出題パターンを見てみましょう。 なお、システムは「きまぐれな時に壊れ、きまぐれな時間が経てば勝手に復旧する」というのが、この手の計算問題の大前提です。そのため、ただの確率計算の問題だととらえて解いて下さい。
コンピュータシステム

2台のシステムがあって、先のシステムで処理したデータをもとに後のシステムが処理する(ダイヤルアップルータの次にPCが来る、など)、とします。
コンピュータシステム

そして、それぞれの稼働率が、0.8と0.7だとします。この場合の、2台あわせた「システム全体の稼働率を求めよ」という場合の解き方は、単に掛け算で求めます。 0.8 × 0.7 = 0.56 {\displaystyle 0.8\times 0.7=0.56} システム単体の場合の稼働率より、どうしても小さい数字になりますね。
コンピュータシステム

次に、2台のシステムがあって、そのうちどちらか1台でも動いていればとりあえずOK、という場合の稼働率の計算を考えます。
コンピュータシステム

これには公式があります。
コンピュータシステム

実際に計算する問題が出た場合に備え、全部の組み合わせとそれが起こる確率を書き出す方法も覚えておいて下さい。ここで○印は稼働している、×印は壊れているという意味です。
コンピュータシステム

2台のうち1台でも○であれば構わないので、その値を採用するかどうかは右端の列のようになります。そして、採用する確率の値を、すべて足し算してやればOKです。ですので 0.72 + 0.08 + 0.18 = 0.98 {\displaystyle 0.72+0.08+0.18=0.98} が求まりす。
コンピュータシステム

システム単体の場合の稼働率より、大きな数字になりますね。信頼性の高いシステムを組む時の考え方の一つに、このように「システムを二重化する」というものがあります。ちなみに先ほどの公式は、ここでいう「いいえ」の行の値を求め、それを1から引いた値を求める式です。
コンピュータシステム

ア (1-(1-R2)) イ 1-(1-R2) ウ (1-(1-R)) エ 1-(1-R)
コンピュータシステム

いいえ
コンピュータシステム

が求まります。
コンピュータシステム

試験によく出る用語(5つの“フ”)は、以下の4つに分類できます。違いをしっかり押さえておいて下さい。
コンピュータシステム

システムの信頼性を語る上で出てくる用語、RAS(Reliability, Availability, Serviceability)とは、以下の3種類の特性を言います。なお、通信ネットワーク用語のRAS(Remote Access Server:プロバイダ側でダイヤルアップ接続を受け付ける装置)とは全く別物ですので注意して下さい。
コンピュータシステム

採算性の計算については、中学校レベルの連立方程式で解ける出題が中心です。
コンピュータシステム

風呂のバスタブを横から見たような形のグラフであることから名付けられました。多くの方に経験があると思いますが、買ってきた工業製品が一番故障しやすい時期というのは、買ってすぐ(数週間以内)の時期です。これを初期故障と呼びます。その時期が済むと、ときたま故障(偶発的故障)するけども、おおむね安定して動いてくれる時期が長く続き、やがて古さからくる故障(経年劣化)で悩まされる時期が来ます。これをグラフで描いたものが、バスタブ曲線です。
コンピュータシステム

この章で学んだことを確認しましょう。