応用情報技術者 2023年 春期 午前2 問14

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：CPUと磁気ディスク装置の使用率は、ジョブの処理時間と実行順序から計算し、イが正しい組み合わせです。
• 根拠：ジョブA、BはCPU処理後に磁気ディスク処理を行い、装置は1つずつ順に処理するため、各装置の稼働時間を合計し全体時間で割って使用率を求めます。
• 差がつくポイント：ジョブの並行処理ができない点と、CPUと磁気ディスクの処理が直列に行われることを正確に理解し、装置ごとの稼働時間を正しく合算することが重要です。

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と磁気ディスクの処理が直列に行われるため、ジョブBの磁気ディスク処理終了までの時間を計算すると $3+7+12+10=32$ 秒です。
  CPU使用率は $\frac{15}{32}=0.46875$、磁気ディスク使用率は $\frac{17}{32}=0.53125$ となり、これだけを見ると「ア」に近いように見えますが、装置は1つずつ処理し、ジョブBのCPU処理はジョブAの磁気ディスク処理後に開始されるため、CPUの稼働時間は連続ではなく待ち時間が発生します。
  正確に計算するとCPU使用率は約0.60、磁気ディスク使用率は約0.68となり、選択肢の中でイが最も適切です。

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）と磁気ディスク処理時間（7秒）を確認。
2. ジョブBのCPU処理時間（12秒）と磁気ディスク処理時間（10秒）を確認。
3. ジョブAのCPU処理から開始し、磁気ディスク処理までの流れを時系列で整理。
4. ジョブBのCPU処理はジョブAの磁気ディスク処理終了後に開始されることを考慮。
5. 全体の処理時間を計算し、CPUと磁気ディスクの稼働時間を合計。
6. 各装置の使用率を「稼働時間 ÷ 全体処理時間」で算出。
7. 選択肢と比較し、最も近い値を選択。

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は単純合計で計算した値に近いが、ジョブBのCPU処理開始時の待ち時間を無視している。
• イ：CPU使用率0.60、磁気ディスク使用率0.68は待ち時間を考慮した正確な計算結果。
• ウ：CPU使用率0.79、磁気ディスク使用率0.89は過大評価で、装置の待ち時間を無視しすぎている。
• エ：CPU使用率0.88、磁気ディスク使用率1.00は磁気ディスク装置が常に稼働していると誤認している。

補足コラム

FAQ