応用情報技術者 2010年春期午前2 問17

問題文

あるクライアントサーバシステムにおいて、クライアントから要求された 1 件の検索を処理するために、サーバで平均100万命令が実行される。1件の検索につき、ネットワーク内で転送されるデータは、平均

2 \times 1 0^{5}

バイトである。このサーバの性能は100MIPSであり、ネットワークの転送速度は、

8 \times 1 0^{7}

ビット/秒である。このシステムにおいて、1秒間に処理できる検索要求は何件か。ここで、処理できる件数は、サーバとネットワークの処理能力だけで決まるものとする。また、1バイトは 8ビットとする。

選択肢

ア：50（正解）

イ：100

ウ：200

エ：400

あるクライアントサーバシステムの処理能力計算【午前2 解説】

要点まとめ

結論：1秒間に処理できる検索要求は50件である。
根拠：サーバの処理時間とネットワーク転送時間のうち、遅い方がボトルネックとなるため、両者の処理能力を比較し最小値を求める。
差がつくポイント：単位変換の正確さと、処理時間と転送時間の比較を正しく行うことが重要である。

正解の理由

1件の検索処理に必要なサーバ命令数は100万命令で、サーバ性能は100MIPS（100×10^6命令/秒）です。
サーバ処理時間は、

\frac{1 , 000 , 000 命令}{100 , 000 , 000 命令 / 秒} = 0.01 秒

ネットワーク転送量は

2 \times 1 0^{5}

バイト＝

1.6 \times 1 0^{6}

ビットで、転送速度は

8 \times 1 0^{7}

ビット/秒。
転送時間は、

\frac{1.6 \times 1 0 ^{6} ビット}{8 \times 1 0 ^{7} ビット / 秒} = 0.02 秒

処理全体のボトルネックはネットワーク転送時間0.02秒なので、1秒間に処理できる件数は、

\frac{1}{0.02} = 50 件

よって、正解はア: 50です。

よくある誤解

サーバ処理時間だけで判断し、ネットワーク転送時間を無視する誤りが多いです。
また、バイトとビットの単位変換ミスも頻発します。

解法ステップ

サーバ処理時間を計算する（命令数 ÷ MIPS）。
ネットワーク転送時間を計算する（転送データ量 × 8 ÷ 転送速度）。
サーバ処理時間とネットワーク転送時間の大きい方をボトルネック時間とする。
1秒間に処理可能な件数は、1 ÷ ボトルネック時間で求める。
選択肢と照らし合わせて正解を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

イ: 100件
サーバ処理時間のみ考慮し、ネットワーク転送時間を無視した結果。
ウ: 200件
転送速度を誤って速く見積もったか、単位変換ミスの可能性。
エ: 400件
両方の処理時間を過小評価し、現実的でない高速処理とした誤り。

補足コラム

MIPS（Million Instructions Per Second）はCPUの処理速度の指標ですが、実際の処理時間は命令数とMIPSの比で求めます。
ネットワーク転送時間はデータ量と転送速度の比で計算し、システム全体の処理速度は最も遅い部分（ボトルネック）に依存します。
この考え方は性能評価やシステム設計で非常に重要です。