応用情報技術者 2012年春期午前2 問19

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検索処理性能計算【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：サーバの処理能力とネットワーク転送速度の両方を考慮し、ボトルネックとなる方で処理件数を決定する。
差がつくポイント：命令数とMIPS、データ量と転送速度の単位変換を正確に行い、両者の処理時間を比較すること。

正解の理由

サーバの処理時間は、1件あたりの命令数（100万命令）をサーバ性能（100MIPS）で割ると、1件あたり0.01秒となります。一方、ネットワークの転送時間は、1件あたりのデータ量（

2 \times 1 0^{5}

バイト＝

1.6 \times 1 0^{6}

ビット）を転送速度（

8 \times 1 0^{7}

ビット/秒）で割ると0.02秒です。処理全体のボトルネックはネットワーク転送時間の方が長いため、1秒間に処理できる件数は

1/0.02 = 50

件となり、選択肢アが正解です。

よくある誤解

サーバの処理時間だけで計算し、100件と答える誤りが多いです。ネットワーク転送時間も必ず考慮し、全体の処理時間を評価する必要があります。

解法ステップ

1件あたりの命令数を確認（100万命令）。
サーバ性能（100MIPS）から1件の処理時間を計算： $100 万 \div 100 M I PS = 0.01 秒$ 。
1件あたりのデータ量をビットに変換： $2 \times 1 0^{5}$ バイト × 8 = $1.6 \times 1 0^{6}$ ビット。
ネットワーク転送速度（ $8 \times 1 0^{7}$ ビット/秒）から転送時間を計算： $1.6 \times 1 0^{6} \div 8 \times 1 0^{7} = 0.02 秒$ 。
サーバ処理時間とネットワーク転送時間の大きい方（0.02秒）をボトルネックとし、1秒間に処理可能な件数を求める： $1 \div 0.02 = 50$ 件。

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誤り。
ウ（200件）、エ（400件）：さらに誤った単位変換や計算ミスにより、処理時間を過小評価している。
ア（50件）：サーバとネットワーク両方の処理時間を正しく比較し、ボトルネックを考慮した正解。

補足コラム

MIPS（Million Instructions Per Second）はCPUの処理速度を示す指標で、1秒間に何百万命令を実行できるかを表します。ネットワーク転送速度はビット/秒で表されるため、データ量の単位変換（バイト→ビット）が必須です。システム全体の処理性能評価では、CPU処理時間と通信時間の両方を比較し、遅い方が全体の処理速度を決定します。