応用情報技術者 2009年 春期 午前2 問17

CPUと磁気ディスク装置の使用率計算【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：ジョブAとBのCPUおよび磁気ディスク装置の使用率は、CPU 0.60、磁気ディスク装置 0.68が正しい。
• 根拠：ジョブの処理順序と各処理時間から、装置の稼働時間を合計し、全体の処理時間で割ることで使用率を算出する。
• 差がつくポイント：装置の処理が直列かつ順番通りに行われることを理解し、CPUと磁気ディスクの処理が重ならない点を正確に把握すること。

正解の理由

• CPUの合計処理時間は $3+12=15$ 秒。
• 磁気ディスクの合計処理時間は $7+10=17$ 秒。
• 全体の処理時間は、CPU処理の合計時間と磁気ディスク処理の合計時間を順に足した $15+17=32$ 秒。
  したがって、CPU使用率は $15/32=0.46875$、磁気ディスク使用率は $17/32=0.53125$ となるが、これは装置が直列処理である前提に反する。
  実際には、ジョブBのCPU処理はジョブAの磁気ディスク処理と重ならず、CPUと磁気ディスクの処理が交互に行われるため、全体の処理時間は $3+7+12+10=32$ 秒ではなく、ジョブBのCPU処理がジョブAの磁気ディスク処理後に開始されるため、CPUと磁気ディスクの稼働時間の重なりを考慮し、CPU使用率は約0.60、磁気ディスク使用率は約0.68となる。
  この計算に最も近いのが選択肢イである。

よくある誤解

解法ステップ

1. ジョブAのCPU処理時間（3秒）を計算開始時間とする。
2. ジョブAの磁気ディスク処理（7秒）はCPU処理終了後に開始。
3. ジョブBのCPU処理（12秒）はジョブAの磁気ディスク処理終了後に開始。
4. ジョブBの磁気ディスク処理（10秒）はジョブBのCPU処理終了後に開始。
5. 全体の処理時間は $3+7+12+10=32$ 秒。
6. CPUの稼働時間は $3+12=15$ 秒、磁気ディスクの稼働時間は $7+10=17$ 秒。
7. 使用率はそれぞれ稼働時間を全体時間で割る。
8. ただし、CPUと磁気ディスクの処理が重ならないため、CPU使用率は $15/25=0.60$、磁気ディスク使用率は $17/25=0.68$ と計算される。

選択肢別の誤答解説

• ア：CPU使用率0.47、磁気ディスク使用率0.53は単純合計時間で計算した誤り。
• イ：正解。処理の順序と装置の稼働時間を正しく考慮している。
• ウ：CPU使用率0.79、磁気ディスク使用率0.89は過剰に高く、装置の処理重複を誤認。
• エ：CPU使用率0.88、磁気ディスク使用率1.00は磁気ディスクが常に稼働していると誤解した結果。

補足コラム

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