応用情報技術者 2016年秋期午前2 問15

問題文

オンライントランザクション処理システムにおいて、1分当たりの平均トランザクション数が 1,200件であり、1件のトランザクション処理で100万命令を実行する場合、CPU性能が 100MIPSのコンピュータを使用したときのCPUの平均利用率は何%か。

選択肢

ア：5

イ：10

ウ：15

エ：20（正解）

オンライントランザクション処理システムのCPU平均利用率計算【午前2 解説】

要点まとめ

結論：CPUの平均利用率は20%となる。
根拠：1分間に1200件のトランザクションがあり、1件あたり100万命令を処理するため、総命令数は1.2億命令。CPU性能100MIPSは1秒間に1億命令処理可能である。
差がつくポイント：単位の変換（分→秒）とMIPSの意味を正確に理解し、命令数と処理能力の比較を正しく行うことが重要。

正解の理由

1分間に1200件のトランザクションがあり、1件あたり100万命令を実行するため、1分間の総命令数は

1200 \times 1, 000, 000 = 1, 200, 000, 000 命令

CPU性能は100MIPS（100百万命令/秒）なので、1秒間に処理可能な命令数は

100, 000, 000 命令

1分は60秒なので、CPUが1分間に処理可能な命令数は

100, 000, 000 \times 60 = 6, 000, 000, 000 命令

CPUの平均利用率は、実際の命令数を処理可能命令数で割った値の百分率で求められ、

\frac{1 , 200 , 000 , 000}{6 , 000 , 000 , 000} \times 100 = 20%

よって、正解はエ: 20となる。

よくある誤解

MIPSの単位を「1分あたり」と誤解し、計算を間違えることが多いです。
トランザクション数を秒単位に変換せずに計算するミスもよく見られます。

解法ステップ

トランザクション数（1分間）と1件あたりの命令数を掛けて、1分間の総命令数を求める。
CPU性能のMIPSを秒単位の命令処理能力として理解する。
1分間のCPU処理能力を計算（MIPS × 60秒）。
総命令数をCPU処理能力で割り、利用率を算出。
百分率に変換して選択肢と照合する。

選択肢別の誤答解説

ア: 5%
→ 1分を秒に換算せず、単純に命令数をCPU性能で割っただけの誤り。
イ: 10%
→ トランザクション数や命令数の計算ミスで半分の値を出してしまったケース。
ウ: 15%
→ 秒換算や命令数の計算で中途半端な誤差が生じた結果。
エ: 20%
→ 正確に計算し、単位変換も正しく行った正解。

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処理できるかを表します。トランザクション処理の性能評価では、処理件数と1件あたりの命令数を掛け合わせて総命令数を求め、CPU性能と比較することでCPU利用率を算出します。単位変換を正確に行うことが重要です。