【システムの評価指標】システムの処理形態、システムの利用形態など

システムの性能指標、システムの性能特性と評価、システムの信頼性・経済性の意義と目的、信頼性計算、信頼性指標、信頼性特性と評価、経済性の評価,キャパシティプランニングについてまとめました。

【システムの性能指標】

用語 概要
ターンアラウンドタイム システムに処理要求を送ってから、結果の出力が完了するまでの時間(処理待ち時間+CPU時間+入出力時間)。
処理待ち時間 ジョブの開始から終了までの間にCPUが動いていない時間(ターンアラウンドタイム-CPU時間-入出力時間)。

【システムの性能特性と評価】

【システムの信頼性・経済性の意義と目的】

【信頼性計算】

用語 概要
稼働率 稼働率Raの機器A、稼働率Rbの機器Bがあるとする。2つの機器が直列接続されている場合の全体の稼働率は「Ra×Rb」、並列で接続されている場合では「1-(1-Ra)(1-Rb)」となる。

【信頼性指標】MTBF、MTTR

信頼性指標
平均故障間隔(MTBF:Mean Time Between Failures) システムの故障と故障の間の平均時間。
※MTBFが大きい・・・稼働時間が長く、信頼性が高い
平均修理時間(MTTR:Mean Time To Repair) システムの復旧・修理にかかる平均時間。
※MTBFが小さい・・・復旧・修理が早く、信頼性が高い
【改善方法】エラーログの取得、命令トレース機能、遠隔保守、保守部門の分散配置など

計算例

(問)MTBFが45時間でMTTRが5時間の装置を2直列に接続したシステムの稼働率は幾らか。
(解)装置単体での稼働率 = MTBF/(MTBF+MTTR)=45/(45+5)=0.9

稼働率Pの機器2つを直列に接続したときの稼働率Pは
P=0.9 * 0.9 = 0.81

【信頼性特性と評価】

【経済性の評価】

【キャパシティプランニング】

キャパシティプランニングとは、情報システムの設計段階において、現状の最大負荷だけでなく将来予測される最大負荷時にもサービスの水準を維持できる設計を検討することで、適切なハードウェアを選定して最適な投資を行うことができます。検討する対象項目は、CPUの性能、回線速度、経済性、拡張性などです。

キャパシティプランニングの手順
1 現行システムをモニタリングし現状の処理能力を把握
2 将来的に予測される端末の増加、利用者数の増加などを分析
3 分析結果からシステム能力の限界時期を予測
4 新たなシステム構成で実現すべき性能要件から必要なハードウェア増設を検討

【例題】応用情報技術者試験 平成26年秋期 問13

(応用情報技術者試験 平成26年秋期 問13)
次の条件で運転するクライアントサーバシステムにおいて、ネットワークに必要な転送速度は最低何ビット/秒か。

〔条件〕
・トランザクション1件の平均的な処理は、CPU命令300万ステップとデータ入出力40回で構成され、ネットワークで転送されるデータは送受信それぞれ1,000バイトである。
・サーバでのCPU命令1ステップの平均実行時間は300ナノ秒である。
・データ入出力は1回平均20ミリ秒で処理されている。
・1バイトは8ビットとする。
・クライアントにおけるデータの送信開始から受信完了までに許容される時間は2.5秒である。
・サーバは1CPU、1コアで構成されている。・
待ち時間及び、その他のオーバヘッドは考慮しない。

【解答例】
●トランザクション1回あたりのCPU命令の時間を計算すると以下のようになります。
300万ステップ×300ナノ秒=900ミリ秒

●トランザクション1回あたりのデータ入出力の時間を計算すると以下のようになります。
20ミリ秒×40回=800ミリ秒

●トランザクション1回あたりのサーバでの処理時間は1.7秒となります。
よって、「クライアントからサーバ」「サーバからクライアント」のデータ送受信には2.5秒-1.7秒=0.8秒だけの時間が与えられます。

●データ転送量は、トランザクション1件につき送信と受信でそれぞれ1,000バイトなので合計2,000バイト(16,000ビット)となります。
許容時間内に受信完了までを終えるために必要な転送速度は、16,000ビット÷0.8秒=20,000ビット/秒となります。

【例題】応用情報技術者試験 平成12年春期 問68

照会業務を行うクライアントサーバ型のオンラインリアルタイムシステムが,次の条件で稼働するとき,サーバ側の応答時間は何ミリ秒程度か。ここで,
サーバ側の応答時間は,クライアントからデータを受け取ってから処理結果を返すまでとする。

〔条件〕
(1) CPU 性能:1MIPS
(2) ハードディスク性能:30 ミリ秒/回(待ち時間を含むアクセス時間)
(3) 端末会話制御の CPU 走行ステップ数(上り電文と下り電文の両者を処
理する):20k ステップ
(4) 照会業務の CPU 走行ステップ数:30k ステップ
(5) 照会業務のハードディスク平均アクセス回数:2 回
(6) 端末会話制御と照会業務は別タスクであるが,タスク間のオーバヘッド
は無視できるものとする。
(7) 各タスク間の処理待ち時間は無視する。

【解答】
1MIPS=100万ステップ/秒=1000kステップ/秒

よって
20kステップの処理時間=20ミリ秒
30kステップの処理時間=30ミリ秒
ハードディスク2回アクセスの処理時間=30ミリ秒×2=60ミリ秒

よって、全体の処理時間(応答時間)は3つの処理時間の合計110ミリ秒

【情報処理入門】テクノロジ系、マネジメント系、ストラテジ系、資格試験
情報処理の基礎知識(テクノロジ系、マネジメント系、ストラテジ系)や資格試験についてまとめました。なお、情報処理技術者試験の出題分野別(テクノロジ系、マネージメント系、ストラテジ系)に各項目を整理しています。そのため、ITパスポート、基本情...

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