応用情報技術者 2024年秋期午前2 問15

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：サーバの処理能力とネットワーク転送速度の両方から処理時間を計算し、遅い方の能力で制限されるため。
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、ボトルネックを見極めること。

正解の理由

サーバの処理時間は、100万命令 ÷ 100MIPS = 0.01秒。
ネットワークの転送時間は、

2 \times 1 0^{5}

バイト × 8ビット ÷

8 \times 1 0^{7}

ビット/秒 = 0.02秒。
処理全体の時間はサーバ処理時間とネットワーク転送時間の合計ではなく、どちらか遅い方がボトルネックとなるため、0.02秒が1件あたりの処理時間。
よって、1秒 ÷ 0.02秒 = 50件が最大処理件数となり、選択肢アが正解。

よくある誤解

サーバ処理時間とネットワーク転送時間を単純に足してしまい、処理件数を過大評価する誤りが多いです。
また、単位変換ミスでビットとバイトを混同し、計算を誤ることもあります。

解法ステップ

サーバの処理時間を計算する（命令数 ÷ MIPS）。
ネットワークの転送時間を計算する（データ量 × 8 ÷ 転送速度）。
どちらの時間が長いかを判定し、ボトルネックを特定する。
1秒間に処理できる件数を、1秒 ÷ 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

ア: 正解。ボトルネックのネットワーク転送時間から計算した結果。
イ: サーバ処理時間のみで計算した場合の件数（0.01秒で100件）が誤り。
ウ: 処理時間を誤って半分に見積もった場合の誤答。
エ: ネットワーク転送速度を2倍に誤認した場合の誤答。

補足コラム

MIPS（Million Instructions Per Second）はCPUの処理速度を示し、命令数と処理速度の関係を理解することが重要です。
ネットワーク転送速度はビット/秒で表されるため、バイト単位のデータ量をビットに変換する際の注意が必要です。
システム全体の処理能力は、最も遅い部分（ボトルネック）によって決まるため、複数の要素を比較する力が求められます。