応用情報技術者 2024年 春期 午前2 問18
問題文
複数のクライアントから接続されるサーバがある。このサーバのタスクの多重度が2以下の場合、タスク処理時間は常に4秒である。このサーバに1秒間隔で4件の処理要求が到着した場合、全ての処理が終わるまでの時間はタスクの多重度が1のときと2のときとで、何秒の差があるか。
選択肢
ア：6
イ：7（正解）
ウ：8
エ：9
複数クライアント接続サーバのタスク多重度による処理時間差【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：タスク多重度1と2の場合の処理完了時間の差は7秒である。
- 根拠：処理要求は1秒間隔で4件到着し、タスク処理時間は4秒。多重度1は直列処理、多重度2は並列処理で計算。
- 差がつくポイント：多重度が増えると並列処理が可能になり、待ち時間が短縮されるため、処理完了時間の差を正確に計算できるかが重要。
正解の理由
タスク多重度1の場合、処理は1件ずつ順番に行われるため、4件の処理時間は合計で4秒×4件＝16秒となります。
一方、多重度2の場合は同時に2件まで処理可能なので、処理は2件ずつ並列で進みます。1秒間隔で4件到着するため、最初の2件は0秒と1秒に到着し、2件同時に処理開始（4秒かかる）、次の2件は2秒と3秒に到着し、前の処理が終わり次第処理開始となります。これを計算すると、全処理完了は9秒後となり、16秒−9秒＝7秒の差が生じます。
したがって、正解はイの7秒です。
一方、多重度2の場合は同時に2件まで処理可能なので、処理は2件ずつ並列で進みます。1秒間隔で4件到着するため、最初の2件は0秒と1秒に到着し、2件同時に処理開始（4秒かかる）、次の2件は2秒と3秒に到着し、前の処理が終わり次第処理開始となります。これを計算すると、全処理完了は9秒後となり、16秒−9秒＝7秒の差が生じます。
したがって、正解はイの7秒です。
よくある誤解
処理要求の到着間隔を無視して単純に処理時間×件数で計算しがちです。
また、多重度による並列処理の影響を正しく考慮しない誤りも多いです。
また、多重度による並列処理の影響を正しく考慮しない誤りも多いです。
解法ステップ
- 処理要求の到着時間をリスト化（0秒、1秒、2秒、3秒）。
- タスク多重度1の場合は処理を直列に計算（4秒×4件＝16秒）。
- タスク多重度2の場合は2件まで同時処理可能とし、処理開始時間を到着時間と前処理終了時間の遅い方で決定。
- 各処理の終了時間を計算し、最終処理終了時間を求める。
- 両者の終了時間の差を計算し、選択肢と照合する。
選択肢別の誤答解説
- ア: 6秒 → 並列処理の効果を過小評価し、処理完了時間の差を少なく見積もっている。
- イ: 7秒 → 正解。正確に並列処理の影響を考慮し、差を計算している。
- ウ: 8秒 → 処理開始時間の計算ミスにより、差を大きく見積もっている。
- エ: 9秒 → 並列処理の効果を過大評価し、差を過剰に計算している。
補足コラム
タスクの多重度はサーバの同時処理能力を示し、並列処理の基本概念を理解することが重要です。
処理時間の計算では、到着時間と処理開始時間の関係を正確に把握し、キューイング理論の基礎を応用すると良いでしょう。
処理時間の計算では、到着時間と処理開始時間の関係を正確に把握し、キューイング理論の基礎を応用すると良いでしょう。
FAQ
Q: タスク多重度が3以上の場合はどう計算しますか？
A: 同様に到着時間と処理開始時間を考慮し、3件まで同時処理可能として計算します。処理完了時間はさらに短縮されます。
A: 同様に到着時間と処理開始時間を考慮し、3件まで同時処理可能として計算します。処理完了時間はさらに短縮されます。
Q: 処理要求が不定期に到着した場合は？
A: 到着時間を正確に把握し、処理開始時間を逐次計算する必要があります。キューイング理論の応用が有効です。
A: 到着時間を正確に把握し、処理開始時間を逐次計算する必要があります。キューイング理論の応用が有効です。
関連キーワード: タスク多重度、並列処理、処理時間計算、キューイング理論、サーバ性能
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