平成24年度春期 プロジェクトマネージャ 午前Ⅰ 問6

処理能力の単位をそろえて比べる

サーバとネットワークのように性質の異なる能力を扱うときは、数値そのものより、それぞれが何を何単位で表しているかを先に整理することが大切です。単位や時間の基準がそろっていないと比較や換算を誤りやすくなります。

この問題で問われていること

問題中に現れる各数値について、ビットかバイトか、1件当たりの量か全体量か、秒単位か分や時間単位かを一つずつ確認し、同じ土俵で扱える形になっているかを見極めることが、この種の問題に取り組む際の観点です。

視点

処理能力や転送能力は、データ量の単位、時間の単位、処理の単位（1件当たりか全体か）の組合せで表されます。異なる要素を関係づける前に、それぞれの数値が何を基準にした値なのかを言葉で書き出しておくと、単位の不一致や読み違いに気づきやすくなります。

確認ポイント

• データ量の単位がビットとバイトのどちらで示されているか
• 時間の基準が秒・分・時間のどれで示されているか
• 示された量が1件当たりの値か、全体としての値か

正解

ア

解説

サーバは1×10⁸命令/秒÷1×10⁶命令/件で100件/秒を処理できます。ネットワークは8×10⁷ビット/秒÷1.6×10⁶ビット/件で50件/秒です。全体の処理件数は小さい方で決まるので、1秒あたり50件となり、正答はアです。

サーバ側の計算

100 MIPS＝100×10⁶命令/秒＝1×10⁸命令/秒です。1件あたり100万命令＝1×10⁶命令なので、1×10⁸命令/秒 ÷ 1×10⁶命令/件＝100件/秒です。

ネットワーク側の計算

1件あたりの転送量は2×10⁵バイト×8ビット/バイト＝1.6×10⁶ビットです。転送速度8×10⁷ビット/秒をこれで割ると、8×10⁷ビット/秒 ÷ 1.6×10⁶ビット/件＝50件/秒になります。

比較と結論

サーバは100件/秒、ネットワークは50件/秒まで処理できます。1件ごとに両方の処理が必要なので、全体の件数は遅い方のネットワークで制約され、50件/秒になります。

選択肢ア（正解）

これは正解だよ。サーバは100 MIPS＝1×10⁸命令/秒なので、1×10⁸命令/秒÷1×10⁶命令/件＝100件/秒を処理できる。ネットワークは1件あたり2×10⁵バイト×8ビット/バイト＝1.6×10⁶ビットを転送するので、8×10⁷ビット/秒÷1.6×10⁶ビット/件＝50件/秒になる。全体は遅い方で決まるので50件/秒だよ。

選択肢イ

これは不正解だよ。100件/秒は、サーバだけの処理能力（1×10⁸命令/秒÷1×10⁶命令/件）と同じ値だよ。でもネットワークは1件あたり1.6×10⁶ビットを転送するので、8×10⁷ビット/秒では50件/秒しかさばけない。100件/秒では転送が追いつかないんだ。件数はサーバとネットワークの両方の制約を満たす必要があるよ。

選択肢ウ

これは不正解だよ。200件/秒は、サーバの上限100件/秒もネットワークの上限50件/秒も上回っている。200件を処理するには、サーバで2×10⁸命令/秒、ネットワークで200×1.6×10⁶＝3.2×10⁸ビット/秒が必要になる。これは公式条件の100 MIPSと8×10⁷ビット/秒のどちらも超えるので、実現できないよ。

選択肢エ

これは不正解だよ。400件/秒は、転送量をバイトのまま使って8×10⁷÷2×10⁵とした値と一致する。でも転送速度はビット/秒なので、1バイト＝8ビットに換算してから割る必要があるんだ。換算するとネットワークの上限は50件/秒になる。さらに400件/秒ならサーバで4×10⁸命令/秒が必要になり、100 MIPSを超えてしまうよ。

学習のポイント

MIPSを命令/秒に、バイトをビットに換算し、資源ごとに1秒あたりの処理件数を求めます。そのうち最も小さい値、つまりボトルネックとなる資源の値がシステム全体の処理件数になる、という考え方を身につけましょう。