基本情報技術者 2015年 春期 午前(科目A) 問12
問題文
回転数が4,200回/分で、平均位置決め時間が5ミリ秒の磁気ディスク装置がある。この磁気ディスク装置の平均待ち時間は約何ミリ秒か。ここで、平均待ち時間は、平均位置決め時間と平均回転待ち時間の合計である。
選択肢
ア:7
イ:10
ウ:12(正解)
エ:14
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磁気ディスクの平均待ち時間【午前解説】
正解の理由
回転数4200回/分より1回転の時間はです。回転待ち時間は平均で半回転なので約となります。これに平均位置決め時間5msを加えると合計は約、選択肢の中で最も近いのは ウ(12)です。
解法ステップ
- 回転数から1回転に要する時間を求める:(秒)。
- をミリ秒に変換する:。
- 平均回転待ち時間は半回転:。
- 平均待ち時間(問題の求める値)=平均位置決め時間+平均回転待ち時間。
- 得られた数値を選択肢に合わせて四捨五入して答えを選ぶ。
具体計算:
- 平均回転待ち時間
- 合計 → ウ
選択肢別の誤答解説
- ア: 7 — 回転待ち時間の半分だけ(約7.14ms)を答えており、平均位置決め時間5msを加え忘れた誤りです。
- イ: 10 — 回転待ち時間を誤って5msと見なす、または端数処理で合計を誤った可能性があります。根本は回転周期の計算ミスです。
- ウ: ウ(12) — 正解。回転周期の半分を求めて位置決め時間と合算した結果、選択肢に最も近い値です。
- エ: 14 — 1回転(約14.29ms)だけを見て位置決め時間を加え忘れる、または四捨五入を不適切に行った場合に出やすい値です。
よくある誤解
- 平均回転待ち時間を「1回転分」として計算してしまう誤り。平均は半回転で評価します。
- 秒とミリ秒の単位を混同して桁を間違える(例:0.014秒をそのまま扱うなど)。
- 端数処理で途中切り捨てしてしまい、合計値が選択肢とずれてしまうミス。
補足コラム
磁気ディスク(HDDなど)のアクセス時間は一般に「平均位置決め時間(seek time)」+「平均回転待ち時間(rotational latency)」+「転送時間(transfer time)」の和で評価されます。本問では転送時間を無視し、回転待ち時間を求める問題です。回転待ち時間が平均で「半回転」になるのは、要求がディスク上のどの位置に来るかが一様確率で分布しているという仮定に基づきます。回転数が速いほど回転待ち時間は短くなるため、7200rpmなど高回転のディスクは同じ条件で有利です。
FAQ
Q1: なぜ「半回転」を使うのですか?
A1: 要求が円周上のどこに到達するか均等に分布すると仮定すると、待ち時間は0から1回転の一様分布になり、期待値は半回転(平均)になります。
A1: 要求が円周上のどこに到達するか均等に分布すると仮定すると、待ち時間は0から1回転の一様分布になり、期待値は半回転(平均)になります。
Q2: 小数点以下はどう処理すべきですか?
A2: 問題の選択肢に合わせて四捨五入して最も近い値を選びます。今回は12.1429ms→12msが最適です。
A2: 問題の選択肢に合わせて四捨五入して最も近い値を選びます。今回は12.1429ms→12msが最適です。
Q3: 回転数が与えられたときの一般公式は?
A3: 平均回転待ち時間(ms)=、合計待ち時間=平均位置決め時間+これ。
A3: 平均回転待ち時間(ms)=、合計待ち時間=平均位置決め時間+これ。
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