今回のテーマは、トップ 10 に入るくらいよく出る「稼働率」です。稼働率の計算方法がわかったら、いくつか過去問題を解いてみましょう。

用語解説 稼働率とは何か？

システムの稼働率の計算方法（直列の場合）

試験には、複数の装置から構成されたシステムの稼働率を求める問題が、よく出題されます。それぞれの装置の稼働率から、システムの稼働率を求める計算方法を覚えてください。

システムには、様々な構成がありますが、基本となる「直列」と「並列」の稼働率の計算方法をマスターすれば、様々な構成に応用できます。

 

まず、直列の稼働率の計算方法です。

身近な具体例として、稼働率 0.9 のパソコン 1 台と、稼働率 0.8 のプリンタ 1 台から構成されたシステムがあるとします。

同じ役割を持つ装置が 1 台しかない場合は、直列でつながっていると考えて、以下の図で示します。装置をつなぐ矢印は、データの流れを示します。

図　直列のシステムの例

パソコンに入ったデータは、90 % の確率でパソコンから出てきます。そのデータがプリンタに入って、90 % の 80 % の 72 % のデータがプリンタから出てきます。

したがって、システム全体の稼働率は 72 %　になります。これは、以下のように、それぞれの装置の稼働率を掛けることで求められます。

図　直列のシステムの稼働率の計算方法

システム全体の稼働率の計算方法（並列の場合）

次に、並列の稼働率の計算方法です。

身近な具体例として、稼働率 0.9 のサーバ A と稼働率 0.8 のサーバ B から構成されたシステムがあり、少なくともどちらが一方が動作していればサービスを提供できるとします。

同じ役割を持つ装置が複数台あり、どれか 1 台が動作していればよい場合は、並列でつながっていると考えて、以下の図で示します。

システムに入ったデータは、いずれかのサーバで処理できれば、システムから出てくることができます。

図　並列のシステムの例

どちらか一方が動作していればよい場合、

システム全体の稼働率

＝ 1 – ( 両方の装置が同時に停止する確率 )

（この 1 は、100% という意味です）

で求めることができます。

両方の装置が同時に停止する確率

＝ ( 一方の装置が停止する確率 ) × ( もう一方の装置が停止する確率 )

で求められます。

そして、それぞれは、

装置が停止する確率

＝ 1 – ( 装置の稼働率 )

で求められます。

したがって、このシステムの稼働率は、以下の 1. ～ 4. の順に計算して、0.98（ 98 % ）になります。

図　並列のシステムの稼働率の計算方法

1. サーバ A が停止する確率
   1 – 0.9 ＝ 0.1



2. サーバ B が停止する確率
   1 – 0.8 ＝ 0.2

3. サーバ A とサーバ B の両方が同時に停止する確率
   0.1 × 0.2 ＝ 0.02
4. サーバ A とサーバ B のいずれかが動作する確率
   1 － 0.02 ＝ 0.98（ 98 % ）
   これがシステムの稼働率

直列と並列ぞれぞれのシステムの稼働率を求める問題

それでは、稼働率を計算する問題を解いてみましょう。

はじめは、直列と並列それぞれのシステムの稼働率を求める問題です。先ほど示した具体例を、そのまま問題にしたような内容です。

「少なくともいずれか一方が正常に動作すればよいときの稼働率」は、並列のシステムであり、以下の 1. ～ 4. の順に計算して 0.99（ 99 % ）になります。

「 2 台とも正常に動作しなければならないときの稼働率」は、直列のシステムであり、以下のように 0.81（ 81 % ）になります。

図　稼働率 0.9 の処理装置を直列にしたシステムの稼働率

したがって、両者の差は、0.99－0.81 ＝ 0.18（ 18 % ）であり、選択肢ウが正解です。

正解　ウ

直列と並列を組合せたシステムの稼働率を求める問題

今度は、直列と並列を組合せたシステムの稼働率を求める問題です。同じ役割を持つ装置が1台しかない場合は直列でつながっていると考え、同じ役割を持つ装置が複数台ある場合は直列でつながっていると考えることがポイントです。

このシステムの構成を稼働率を計算しやすい形式で示すと、以下のようになります。

1 台しかないサーバは直列で、3 台あるクライアントと 2 台あるプリンタは並列です。

稼働率 1（ 100 % ）の LAN は、計算に含める必要はありません。1 を掛けても、稼働率は同じだからです。

図　直列と並列で示したシステムの構成

あせらずに、少しずつ計算してみましょう。

以上のことから、このシステムは、稼働率 a のサーバ部、稼働率のクライアント部、稼働率のプリンタ部が、直列になっていると考えることができます。

図　それぞれの部分が直列になっていると考えて稼働率を求める

したがって、以下のようにシステムの稼働率は、それらを掛け合わせた

になり、選択肢エが正解です。

正解　エ

回線の稼働率を求める問題

今度は、回線の稼働率を求める問題です。一見して「ネットワークの問題？」と思われるかもしれませんが、稼働率を計算する問題です。

稼働率 0.9 の回線を、これまでと同様に装置とみなせば、問題に示されたシステムの構成は、以下のようになります。

図　回線を装置とみなした場合のシステムの構成

ここでも、あせらずに、少しずつ計算してみましょう。

福岡 → 大阪 → 東京の稼働率は、稼働率 0.9 の 2 台の装置が直列なので、

です。

福岡と東京の間は、この 0.81 の稼働率の部分と、もう 1 つ別の稼働率 0.9 の部分（稼働率 0.9 の装置が 1 台の部分）が並列になっています。

これらのいずれかが動作する確率（福岡と東京の間の稼働率）は、以下の (1) ～ (3) の順に計算して、0.981 になります。

図　それぞれの部分が並列になっていると考えて稼働率を求める

したがって、選択肢ウが正解です。

正解　ウ

MTBF と MTTR という言葉が登場する問題

最後は、MTBF と MTTRという言葉が登場する問題です。もう一度、言葉の意味を確認しておきましょう。

MTBF（ Mean Time Between Failire ）は「動作している時間」で、MTTR（ Mean Time To Repair ）は「停止している時間」です。

問題に示された MTBF と MTTR の値から装置の稼働率を求めると、以下のように 0.9 になります。

稼働率 0.9 の装置を 2 つ直列に接続したシステムの稼働率は、もう図を描かなくても計算できると思いますが、

になります。したがって、選択肢アが正解です。

正解　ア

稼働率の計算方法と問題の解き方を、ご理解いただけましたでしょうか。

基本情報技術者試験の会場には、電卓を持ち込めないので、問題を練習するときには、電卓を使わずに手作業で計算してください。

はじめは時間がかかるかもしれませんが、何問か練習しているうちに、だんだん速く計算できるようになるはずです。

それでは、またお会いしましょう！

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やるべき問題とは、よく出る問題であり、かつ、練習すればできる問題（練習しないとできない問題）です。

厳選問題looks_oneこの表記は何だろう？ そう思ったなら練習しておこう

f ( x, y ): if y = 0 then return x else return f ( y, x mod y )

この問題には、何やらプログラムのようなものがありますね。 いったい何でしょう？

これは、出題者が勝手に作ったプログラミング言語もどきです。 基本情報技術者試験には、このように、何の説明もなしに「わかるよねえ」というノリでプログラミング言語もどきが示されることがあります。

ある程度プログラミング経験があれば、「何となくわかる」なのですが、プログラミング経験が少なければ「わからない！」でしょう。 それなら練習しておきましょう。

このプログラミング言語もどきは、関数 f ( x, y ) の処理内容を定義しています。

if 、 then 、 return 、 else は、英語として意味を考えてください。

if y = 0 then return x の部分は、「もしも y が 0 と等しいなら、戻り値 として x を返す」でしょう。 「戻り値」とは、関数の処理結果として返される値です。

そして、 else return f ( y, x mod y ) の部分は、「そうでなければ、引数を y と x mod y（ x を y で割った余り）に変えて、再び 関数 f を呼び出す」でしょう。 「引数（ひきすう）」とは、関数のカッコの中に指定される値です。

ここでは、関数 f の処理の中で、再び 関数 f が呼び出され、それによって処理が繰り返されます。 これを「再帰呼び出し」と呼ぶことも覚えておいてください。

プログラミング言語もどきの意味がわかったら、自分がコンピュータになったつもりで、処理の流れとデータの変化をトレース（追いかけること）してみましょう。

以下のようになり、最終的に 31 という値が得られます。 正解は、イです。

なお、念のために説明しておくと、この 関数 f は、最大公約数を求める処理を行っています。 775 と 527 の最大公約数は、 31 です。

looks_one f ( 775, 527 )

y = 0 でないので、 f ( 527, 775 mod 527 ) を呼び出す。

looks_two f ( 527, 248 )

y = 0 でないので、 f ( 248, 527 mod 248 ) を呼び出す。

looks_3 f ( 248, 31 )

y = 0 でないので、 f ( 31, 248 mod 31 ) を呼び出す。

looks_4 f ( 31, 0 )

y = 0 なので、戻り値として x の 31 を返す。

解答　イ

厳選問題looks_twoRAID 0 、 RAID 1 、 RAID 5 の仕組みを知っておこう

RAID （レイド）は、 Redundant Arrays of Inexpensive Disks （安価なディスクの冗長な配列）の略語です（ I を Independent とする場合もある）。

これは、「ハードディスクが安価になったので、 1 つのシステムで複数台のハードディスクを使って、何か便利なことをやろう！」というアイディア集であり、 RAID 0 ～ RAID 6 があります。

「そんなにいっぱい覚えられないよ」と思ったら、RAID 0 、 RAID 1 、 RAID 5 を覚えてください。 試験によく出るのは、これら 3 つだからです。

RAID の種類

RAID 0 とは

まず、 RAID 0 から説明しましょう。

たとえば、 1 つのファイルを 1 台のハードディスクに格納したら、ちょうどディスク 1 回転分のサイズになったとしましょう。 ファイルを読み書きする時間は、ディスクが 1 回転する時間になります。

このファイルを半分に分割して 2 台のハードディスクに分けて格納したらどうなるでしょう。 ファイルを読み書きする時間は、それぞれのハードディスクが同時に半回転する時間になります。 つまり、時間が 1/2 になります。

これが、 RAID 0 のアイディアです。

0 という番号になっているのは、その他の番号の RAID のアイディアが信頼性を向上するものであるのに対し、 RAID 0 だけは処理を速くするものだからです。 「信頼性の向上はゼロだよ」というわけです。

RAID 1 とは

次に、 RAID 1 です。 これには「ミラーリング（ mirror = 鏡）」という別名があります。

この別名が示すように、複数台のハードディスクに同じデータ（鏡に映ったように同じデータ）を書き込むというアイディアです。

たとえば、 2 台のハードディスクに同じデータを書き込めば、どちらか一方が故障しても、データを失うことはありません。 もう一方のハードディスクに同じものがあるのですから。 このアイディアは、とても簡単ですね。

RAID 5 とは

最後に、 RAID 5 です。

RAID 0 とRAID 1 は、最低 2 台のハードディスクがあれば実現できますが、 RAID 5 は、最低 3 台のハードディスクが必要になります。

それぞれのハードディスクの内容をいくつかのブロックに分けて、 2 台のハードディスクのブロックの内容を XOR 演算した結果を、別の 1 台のハードディスクのブロックに書き込みます。

これによって、どれか 1 台が故障しても、他の 2 台でデータを復元できます。

たとえば、以下の構成で、ハードディスク C が故障した場合には、

ハードディスク A にある「 b2 XOR c1 」と
ハードディスク B にある「データ b2 」で、
ハードディスク C の「データ c1 」を復元でき、

ハードディスク B にある「 c2 XOR a2 」と
ハードディスク A にある「データ a2 」で、
ハードディスク C の「データ c2 」を復元できます。

（ b2 XOR c1 ）XOR b2 = c1 という演算で c1 が求められ、
（ c2 XOR a2 ）XOR a2 = c2 という演算で c2 が求められるからです。

これで、 RAID 0 、 RAID 1 、 RAID 5 のアイディアがわかりましたね。

それでは、問題を見てみましょう。 RAID 1 つまり ミラーリング に関する問題です。

4 T バイトのデータをミラーリングするのですから、少なくとも 8 T バイトの記憶容量が必要です。 ここでは、外部記憶装置（ハードディスクのこと）の記憶容量が 1 T バイトなのですから、少なくとも 8 台が必要です。

正解は、エです。

解答エ

「この問題、超簡単じゃん！」と思ったなら、それは RAID 1 のアイディアを覚えたからですよ。

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厳選問題looks_3直列と並列の稼働率の求め方は、丸暗記ではなく理屈で覚えよう

問 14　平成 29 年度　春期

稼働率 R の装置を図のように接続したシステムがある。 このシステム全体の稼働率を表す式はどれか。 ここで,並列に接続されている部分はどちらかの装置が稼働していればよく、直列に接続されている部分は両方の装置が稼働していなければならない。

ア

( 1 – (1 – R² ) )²

イ

1 – ( 1 – R² )²

ウ

( 1 – (1 – R )² )²

エ

1 – ( 1 – R )⁴

稼働率の問題は、とにかくよく出ます。

どんな問題が出ても大丈夫なように、稼働率の求め方をしっかり覚えておきましょう。

そのための基礎知識となるのは、 2 台の装置が直列に接続されたシステムと、並列に接続されたシステムの稼働率の求め方です。

これらを、丸暗記ではなく理屈で覚えてください。

以下は、稼働率 R の 2 台の装置が 直列 に接続されたシステムです。

直列は、 2 台の装置の両方が動作していないと、システムが稼働しないことを意味します。

この場合のシステムの稼働率は、 1 台目の装置が動作し、かつ、 2 台目の装置が動作する確率なので、それぞれの稼働率を掛けた

R × R = R2

になります。

以下は、稼働率 R の 2 台の装置が 並列 に接続されたシステムです。

並列は、 2 台の装置の少なくともどちらか一方が動作していれば、システムが稼働することを意味します。

この場合のシステムの稼働率は、

と考えて計算します。 この 1 は、 100 % を意味しています。

稼働率 R の装置は、 1 – R の確率で故障します。

2 台の装置が同時に故障する確率は、 1 台目の装置が故障し、かつ、 2 台目の装置が故障する確率 なので、それぞれを掛けた
( 1 - R ) × ( 1 - R ) = ( 1 - R )2
です。

したがって、このシステムの稼働率は、
1 - ( 1 - R )2
です。 ここまでが基礎知識です。

ご理解いただけたでしょうか？

それでは、問題を見てみましょう。

複雑なシステム構成になっていると思うかもしれませんが、どんなシステム構成も直列と並列に分解できるので、先ほどの基礎知識があれば稼働率を求められます。

このシステムは、稼働率 R の 2 台の装置が 並列 になっている部分が 2 つあり、それらが 直列 になっています。

稼働率 R の 2 台の装置が 並列 になっている部分の稼働率は、それぞれ
1 - ( 1 - R )2
です。

それらを直列にしたシステム全体の稼働率は、
( 1 - ( 1 - R )2 ) ×（ 1 - ( 1 - R )2 ) = ( 1 - ( 1 - R )2 )2
です。 正解は、ウです。

解答ウ

info_outline稼働率の計算に関する詳しい記事

稼働率の計算方法がわかる｜かんたん計算問題

厳選問題looks_4基本情報技術者試験には、公式の暗記が必要な問題は出題されません

問 17　平成 29 年度　春期

図の送信タスクから受信タスクに T 秒間連続してデータを送信する。 1 秒当たりの送信量を S ， 1 秒当たりの受信量を R としたとき，バッファがオーバフローしないバッファサイズ L を表す関係式として適切なものはどれか。 ここで，受信タスクよりも送信タスクの方が転送速度は速く，次の転送開始までの時間間隔は十分にあるものとする。

ア　L < ( R – S ) × T　　
イ　L < ( S – R ) × T
ウ　L ≧ ( R – S ) × T　　
エ　L ≧ ( S – R ) × T

選択肢を見て「こんな公式なんて知らないよ！」と思ったかもしれませんが、それは誤解です。 なぜなら、基本情報技術者試験には、公式の暗記が必要な問題が出題されたことがないからです。

したがって、一見して公式っぽいものが示されていても、問題を読めば計算式を見出すことができます。 恐れずにやってみましょう。

問題文に

「受信タスクより送信タスクの方が、転送速度が速い」

と示されているので、そのままでは受信の処理が間に合いません。

そのため、バッファを使って、すぐに受信できないデータを格納しておくのです。

1 秒あたり送信量 は S で、 1 秒あたりの受信量 は R です。 受信より送信の方が速いのですから、S ＞ R です。
したがって、 1 秒あたり
S - R
のデータの処理が間に合いません。

ここでは、 T 秒間 連続してデータを送るのですから、
（ S - R ）× T
のデータの処理が間に合いません。

これをバッファに格納するのですから、バッファのサイズ L は、
（ S - R ）× T 以上
でなければなりません。

式で表すと
L ≧ （ S - R ）× T
です。 正解は、エです。

解答エ

どうです。 恐れずにやってみれば、意外と簡単な問題だったでしょう！

厳選問題looks_5自分流に工夫して OSI 基本参照モデルとネットワーク機器の対応を覚えよう

ネットワーク機器である「リピータ」「ブリッジ」「ルータ」「ゲートウェイ」は、拙著「出るとこだけ！ 基本情報技術者テキスト&問題集」に掲載した「試験によく出る問題と用語 Top 100 」で、よく出る用語の第 1 位になっています。

これらの用語は、 OSI 基本参照モデルと対応付けて出題されます。

以下に対応を示します。 問題には「トランスポート層以上」とあるので、ゲートウェイが適切です。 正解は、アです。

と言ってしまえば簡単なのですが、悩ましいのは、 OSI 基本参照モデルとネットワーク機器を、どうやって対応付けて覚えるかです。

自分流に覚え方を工夫しましょう。 例を示します。

基本情報技術者試験の午前問題は、すべて四択です。 ルータ、ブリッジ、リピータの 3 個では、選択肢が足りません。 そこで、あまり一般的ではありませんが、ゲートウェイという選択肢を追加しています。

ゲートウェイ は、 OSI 基本参照モデルの 1 つの階層に対応するのではなく、複数の階層にまたがって幅広くプロトコルを変換します。 ネットワーク層、データリンク層、物理層には、それぞれルータ、ブリッジ、リピータという機器があります。

そのため、ゲートウェイは、トランスポート層以上の階層に対応するとされます。 この問題は、「トランスポート層以上」ということなのでゲートウェイが適切です。

正解は、アです。

解答ア

searchタグで関連記事をチェックOSI 参照モデル

記事をお読みいただきありがとうございます。

もしも、一度解いただけでは、よくわからない問題があったなら、わかるまで何度でも練習してください。 「やるべき問題」は、「わかるまでやるべき問題」だからです。

この厳選問題大全集が、受験者の皆様のお役に立てば幸いです。

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やるべき問題とは、よく出る問題であり、かつ、練習すればできる問題（練習しないとできない問題）です。

厳選問題looks_oneとってもよく出る MTBF と MTTR の意味をしっかり覚えよう

私は、英語が得意ではありません。 英検 3 級で、TOEIC が 400 点台という、何年も学校で習ったのに英語ができない典型的な日本人です。

そんな私が言うのも何ですが、

• 英語の IT 用語は、必ず日本語の意味を調べて覚えてください。
• 略語の場合は、何の略なのかを調べて、それを日本語に訳して覚えてください。

そうする習慣を持ってください。 英語が苦手なら、なおさらそうしてください。

この問題には、MTBF と MTTR という略語があります。

どちらも、とってもよく出題される用語ですが、「 MTBF は、平均故障間隔」「 MTTR は、平均修理時間」と丸暗記するのでは、いけません。 どっちがどっちなのか、わからなくなってしまう恐れがあるからです。

MTBF

Mean Time Between Failure の略、故障と故障の間の平均時間という意味、つまり動いている時間のこと

MTTR

Mean Time To Repair の略、修理のための平均時間という意味、つまり止まっている時間のこと

と覚えてください。

そして、
「稼働率は、MTBF /（ MTBF + MTTR ）という計算で求められる。

これは、
動いている時間 / （動いている時間+止まっている時間）
つまり、
動いている時間 / すべての時間

だから当たり前だ」ということも、合わせて覚えてください。

それでは、問題を解いてみましょう。

MTBF すなわち 動いている時間が 45 時間で、MTTR すなわち 止まっている時間が 5 時間ですから、この装置の稼働率は、

動いている時間 / すべての時間 = 45 /（ 45 + 5 ）= 0.9

です。

この装置を 2 つを直列にしたシステムなのですから、両方が動作していなければなりません。

システムの稼働率は、それぞれの装置の稼働率を掛け算して求められ、0.9 × 0.9 = 0.81 です。

正解は、アです。

解答　ア

いかがですか。 用語の意味も、計算方法も、丸暗記ではなく、このようにきちんと覚えてください、そうすれば、問題をスラスラ解けます。

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厳選問題looks_twoこの問題で、スタックの特徴だけでなく用途を知るべし

データ構造の一種であるスタック（ stack ）は、直訳すると「干し草を積んだ山」という意味です。

この言葉が示す通り、スタックには、積み上げるようにデータを格納します。 そのため、最後に格納したデータが、最初に取り出されます。 これを LIFO（ Last In First Out ）形式と呼びます。

と、ここまでは、皆さんよくご存じでしょう。

ただし、最も大事な知識が抜けています。 それは、スタックの用途です。

データを積み上げるように格納することは、スタックの特徴です。 それによって、データの順序を入れ替えるのが、スタックの用途です。 この用途を知らない人が、意外と多いのです。

簡単な例を示すと、 A 、 B の順にスタックに格納されたデータは、 B 、 A の順に取り出されます。 A 、 B が、 B 、 A に入れ替わっています。

これが、順序を入れ替えるということです。

ただし、あらゆる順序で入れ替えられるわけではありません。

この問題は、「 A 、 B 、 C 、 D の順にスタックに格納した場合、取り出せる順序は、選択肢の中の 1 つだけですよ。 それを選んでください」という問題です。

選択肢を 1 つずつ吟味してみましょう。

ここでは、記事の向きの都合で、左から右にデータを積む絵を示します（下から上にデータを積む絵の方がわかりやすいのですが、何卒ご了承ください）。 スタックの底には、「底」という字を入れておきます。

まず、選択肢アの A 、 D 、 B 、 C です。 以下のように、 A 、 D まで取り出せますが、その時点でスタックの最上部にあるのは C なので、 B を取り出せません。

次に、選択肢イの B 、 D 、 A 、 C です。 以下のように、 B 、 D まで取り出せますが、その時点でスタックの最上部にあるのは C なので、 A を取り出せません。

次に、選択肢ウの C 、 B 、 D 、 A です。 以下のように、 C 、 B 、 D 、 A まですべて取り出せます。 したがって、正解は、ウです。

解答　ウ

念のため、選択肢エの D、 C 、 A 、 B も確認しておきましょう。 以下のように、 D 、 C まで取り出せますが、その時点でスタックの最上部にあるのは B なので、 A を取り出せません。

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厳選問題looks_3「待ち状態」と「実行待ち状態」の意味は、実にわかりにくい！

問題文に示された「プリエンプティブ」とは、「先取権がある」という意味です。

ここでは、 A と B の 2 つのタスク（プログラム）があって、 A の方が B よりも優先度が高い、つまり A に先取権がある ということです。

したがって、 B が実行中でも、 A に起動がかかると、 B から A に実行が切り替わります。

そのとき B は、どうなるのでしょう？

常識的に考えると「待ち状態」もしくは「実行待ち状態」になると言いたいところですが、そうではないのです！

はっきり言って、言葉がよろしくありません。

タスクの状態には、「実行中状態」「待ち状態」「実行可能状態」があります。

誰が命名したのか知りませんが、これらの中で「待ち状態」「実行可能状態」という言葉が特によろしくないのです。

これは、実にわかりにくいですね。

混乱してしまったかもしれませんので、整理しておきましょう。 「用語（意味）」で示します。

タスクの状態は、

実行中状態

（タスクが実行されている状態）

待ち状態

（タスクが I/O の処理が終わるのを待っている状態）

実行可能状態

（タスクが他のタスクの実行が終わるのを待っている状態）

です。

それでは、選択肢を見てみましょう。

A の方が B よりも優先度が高いのですから、選択肢ウの

「 B の実行中に A に起動がかかると、 B を実行可能状態にして A を実行する」

が適切です。

正解は、ウです。

解答　ウ

この問題から、「何てわかりにくい言葉だ！」と思いながら、「実行状態」「待ち状態」「実行可能状態」の意味を覚えてください。 そして、「他にも、こういうわかりにくい用語があるんだろうなあ」と用心してください。

厳選問題looks_4これは、用語や仕組みがわらないと計算できない問題です

問 19　(平成 29 年度　秋期)

図のメモリマップで, セグメント 2 が解放されたとき, セグメントを移動 ( 動的再配置 ) し，分散する空き領域を集めて一つの連続領域にしたい。 1 回のメモリアクセスは 4 バイト単位で行い，読取り，書込みがそれぞれ 30 ナノ秒とすると，動的再配置をするために必要なメモリアクセス時間は合計何ミリ秒か。 ここで， 1k バイトは 1,000 バイトとし，動的再配置に要する時間以外のオーバヘッドは考慮しないものとする。

ア　1.5　　イ　6.0　　ウ　7.5　　エ　12.0

基本情報技術者試験には、様々な計算問題（ 何らかの計算を行わせる問題 ）が出題されます。 それらの問題の中には、実用的な計算もありますが、ほとんど実用的でない問題もあります。

この問題は、後者です。

「用語や仕組みがわかっているなら、この計算できるよね」という趣旨の問題なのです。 したがって、計算方法に公式などありません。 用語や仕組みから計算方法を見出すのです。

この問題を解くために必要とされる用語と仕組みを説明しましょう。

「メモリマップ」

メモリがどのように使われているかを示す図です

「セグメント」

何らかの用途で使用している「領域」という意味です

セグメントの「解放」

そのセグメントを空き領域（未使用の領域）にすることです

「メモリアクセス」

メモリを読み書きすることです

これらの言葉の意味がわかると、問題の意味もわかるでしょう。

セグメント 2 を開放すると、セグメント 1 とセグメント 3 の間に 100 k バイトの空き領域ができます。 これを、もともとある 800 k バイトの空き領域と連続した領域にせよという問題です。

「それなら、セグメント 3 の右端から 100 k バイトを、セグメント 2 の空き領域に移動すればいいんじゃないの？」と思うかもしれませんが、それではダメです。

セグメント 3 の内容の順序が変わってしまうからです。

データでもプログラムでも、順序が変わったら、おかしなものになってしまいます。 そういう仕組みなのです。 したがって、セグメント 3 の 800 k バイトをセグメント 1 の後ろに移動する処理が必要です。

「それなら、 800 k バイト × 30 ナノ秒 という計算をすればいいんじゃないの？」と思うかもしれませんが、それではダメです。

問題文に「 1 回のメモリアクセスが 4 バイト」と示されているので、メモリアクセスの回数は、
800 k バイト ÷ 4 バイト = 200 k 回
です。

「それなら、200k 回 × 30 ナノ秒 という計算かな？」と思ったら、それも違います。

メモリのデータの移動は、「メモリのデータを CPU に読み出す」「 CPU のデータをメモリに書き込む」という処理で行われます。 そういう仕組みになっているのです。

読み出し回数が 200 k 回で、書き込み回数が 200 k 回なので、合計 400 k 回の読み書きになりますす。

「だったら、

400 k 回 × 30 ナノ秒
= 400 × 103 × 30 × 10 - 9
= 12000 × 10 - 6
= 12 × 10 - 3
= 12 ミリ秒

かな？」

はい、その通りです！

正解は、エです。

解説　エ

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厳選問題looks_5これも、用語や仕組みがわらないと計算できない問題です

用語や仕組みから計算方法を見出す問題は、本当によく出題されるので、もう 1 問だけ練習しておきましょう。

これは、ネットワークで音声をダウンロードしながら再生するためのバッファリング時間を求める問題です。 問題文の中にある「符号化速度」とは、音声をデジタルデータ化する速度です。

符号化速度が 192 k ビット / 秒とは、 1 秒間に 192 k ビットの音声データが生じるということです。

このデータが 2.4 M バイト = 2.4 M × 8 = 19.2 M ビット あるので、再生時間は、

19.2 M ÷ 192 k 
= ( 19.2 × 106 ) ÷ ( 192 × 103 )
= 100 秒

です。 ここまでは、OK ですか。

それでは、説明を続けます。

符号化速度が 192 k ビット / 秒で、通信速度が 128 k ビット / 秒 ですから、通信速度の方が遅いので、このままでは再生が間に合わず、途切れてしまうことになります。 それを防ぐために、「バッファリング」つまり、あらかじめデータを読み貯めておくのです。

100 秒の再生時間にダウンロードできるデータ量は、

通信速度 × 100 秒 
= 128 k ビット / 秒 × 100 秒 
= 12.8 M ビット

です。

再生する音声データは、 19.2 M ビットあるので、

19.2 M ビット - 12.8 M ビット = 6.4 M ビット

をバッファリングしておく必要があります。 ここまでは、OK ですか。

それでは、いよいよ最後の計算です。

通信速度が 128 k ビット / 秒 ですから、6.4 M ビットをバッファリングする時間は、

6.4 M ビット ÷ 128 k ビット / 秒 
= 6400 ÷ 128 
= 50 秒

です。

正解は、アです。 やったあ！ できたあ！

解答　ア

searchタグで関連記事をチェック計算問題

記事をお読みいただきありがとうございます。

もしも、一度解いただけでは、よくわからない問題があったなら、わかるまで何度でも練習してください。 「やるべき問題」は、「わかるまでやるべき問題」だからです。

この厳選問題大全集が、受験者の皆様のお役に立てば幸いです。

The post 「厳選5題」過去問と解説 | 平成29年度 秋期 の過去問やるならこれをやれ first appeared on 基本情報技術者試験 受験ナビ｜科目A・科目B対策から過去問解説まで 250本以上の記事を掲載.

ここでは、そのような問題を 「鉄板問題」 と呼び、解き方のポイントを説明します。

午前試験の過去問題を例として取り上げますが、午後試験の対策にもなるはずです。午後試験の問題は、午前試験の知識を事例に仕立てたものだからです。

全 19 回中 16 回も出題された問題がある

拙著「情報処理教科書 出るとこだけ！基本情報技術者 テキスト＆問題集 2019 年版」（翔泳社刊）」の中には、「試験によく出る問題と用語 Top 100 」という資料が掲載されています。

これは、現行の試験制度になった平成 21 年度 春期から平成 30 年度 春期までの全 19 回の午前試験を、独自に調査したものです。

以下は、それらの中から 10 回以上（ 50 % 以上）の頻度で出題された問題を抜粋したものです。

何とビックリ！ 全 19 回中 16 回（約 84 % ）も出題された問題があります。

• MIL 記号による論理演算
• アローダイアグラムの使い方
• 稼働率の計算

というテーマの問題です。これらは、あらかじめ十分に練習しておかないと解けないので、正に「鉄板問題」だといえます。

絶対に解き方を覚えておくべきです。例題を示しますので、一緒にやってみましょう。

「 MIL 記号による論理演算」の例題と解説

最初に紹介する鉄板問題は、「 MIL 記号 による論理演算」です。

「 MIL 記号（ミルきごう）」とは、AND や OR などの論理演算を行う電子回路を図示する記号で、米国の軍事規格（ MIL は、military ＝ 軍事という意味）で定められたものです。

午前試験の問題用紙の冒頭に、MIL 記号 が一覧表示されていますが、よく出題される AND、OR、XOR、NOT、NAND、NOR の MIL 記号 は、あらかじめ覚えておきましょう。

図記号	説明
	論理積素子( AND )
	否定論理積素子( NAND )
	論理和素子( OR )
	否定論理和素子( NOR )
	排他的論理和素子( XOR )
	論理一致素子
	バッファ
	論理否定器( NOT )
	スリーステートバッファ

MIL 記号 は、難しそうに見えますが、オデンの具だと思えば可愛いものです。

AND は、カマボコです。
OR は、サツマアゲです。
XOR は、サツマアゲをかじったものです。
NOT は、コンニャクの先にギンナンが付いたものです。

このギンナン（小さな白丸）は、データを反転（ 0 を 1 に、1 を 0 に）することを意味します。

カマボコの先にギンナンを付けると、AND の反転で NAND になります。
サツマアゲの先にギンナンを付けると、OR の反転の NOR になります。

どの MIL 記号にも、ご丁寧に串が刺してあります。この串 1 本で、1 ビットのデータが伝えられます。

図記号の左側から入力されたデータが、素子の中で論理演算され、その結果が右側から出力されます。

以下は、「 MIL 記号 による論理演算」の例題（平成 28 年度 春期 問 23 ）です。

問題に示された論理回路は、NAND を組合わせて作られていますが、この論理回路は、選択肢に示された OR（ア）、AND（イ）、XOR（ウ）、NOR（エ）と同じ機能になります。

様々な論理演算を NAND を組合わせた論理回路で実現することを「 NAND 変換」と呼びます。

「 MIL 記号による論理演算」の問題には、効率的に解く方法（回路図や演算式を変形してシンプルにする方法）がある場合がありますが、少し時間がかかっても確実に解ける方法は、 具体的なデータを想定すること です。

この問題に示された論理回路には、A と B という 2 つの入力があって、Y という 1 つの出力があります。

A と B に具体的なデータを想定して、Y が何になるかを調べてみましょう。

選択肢の中で、それと同じ結果にならないものを消していって、残ったものが正解です。1 つのデータでは、選択肢を 1 つに絞れないなら、別のデータで調べてください。

まず、A に 0 、B に 1 というデータを想定してみましょう。

以下のように、Y の値は、1 になります。この結果は、イ の AND と エ の NOR と同じではないので、答えをアの OR と、ウの XOR に絞れます。

OR と XOR の違いは、2 つの入力の両方が 1 のとき、OR では 結果が 1 になりますが、XOR では 結果が 0 になることです。

そこで、A に 1 、B に 1 というデータを想定してみましょう。

以下のように、Y の値は、0 になります。この結果は、アの OR とは違うので、答えをウの XOR に絞れます。実際の正解も ウ です。

label関連タグ論理回路

「アローダイアグラムの使い方」の例題と解説

次に紹介する鉄板問題は、「アローダイアグラムの使い方」です。

「アローダイアグラム（ arrow diagram ＝ 矢印の図）」とは、プロジェクトを構成する作業の流れを示したものです。

以下は、例題（平成 23 年度 秋期 問 51 ）です。矢印で作業を示します。

矢印に添えられた A 、B 、C などは 作業名 であり、3 、2 、1 などは 作業の所要日数 です。作業と作業のつなぎ目を「結合点」と呼び、円で示します。円の中にある数字は、結合点の番号です。

破線で示された矢印は、「ダミー作業」と呼ばれ、そこに 所要日数 0 日の作業がある と考えます。作業のつなぎ方によって、ダミー作業が必要になる場合があります。

問題を解くときに、ダミー作業に 0 という数字を書き添えるとよいでしょう。

アローダイアグラムから求められるのは、「プロジェクトが最短で何日で完了するか」と「クリティカルパス（ critical path ＝ 重要な道筋）」です。

まず、図を左から右に（スタートからゴールに向かって）たどって、それぞれの結合点に「最早結合点時刻（最も早くて、いつから始められるか）」を書き込んでいくと、「プロジェクトが最短で何日で完了するか」を求められます。

次に、図を右から左に（ゴールからスタートに向かって）たどって、それぞれの結合点に「最遅結合点時刻（最も遅くて、いつまでに始めなければならないか）」を書き込んでいくと、「クリティカルパス」を求められます。

この問題は、結合点 5 の最早結合点時刻を求めるものですが、せっかくなので、「プロジェクトが最短で何日で完了するか」と「クリティカルパス」も求めてみましょう。

それぞれの結合点に 2 段重ねの四角形を書いてください。

この四角形の下段に 最早結合点時刻 を書き込み、上段に 最遅結合点時刻 を書き込みます（上下が逆でも問題ありません）。両者が同じになる作業は、余裕がありません。

「最も早くて、いつから始められるか」と「最も遅くて、いつまでに始めなければならないか」が同じ なら、作業の開始日にまったく余裕がないからです。

余裕のない作業を結んだ道筋がクリティカルパスです。クリティカルパスは、プロジェクトが完了するまでの日数を左右する「重要な道筋」です。

以下は、図を左から右にたどって、それぞれの結合点に 最早結合点時刻 を書き込んだものです。

1 つ前の作業が終わってから、次の作業を始めます。

複数の作業の終わりを待つ場合は、最も遅い作業の終わりを待ってから、次の作業を始めることに注意してください。プロジェクトのゴールとなっている結合点 6 の 最早結合点時刻 は、8 です。

したがって、このプロジェクトは、最短で 8 日間で完了します。結合点 5 の 最早結合点時刻 は、7 なので、この問題の答えは、エです。

以下は、最早結合点時刻 を書き込んだ後の図を右から左にたどって、それぞれの結合点に 最遅結合点時刻 を書き込んだものです。

1つ先にある作業の 最遅結合点時刻 から逆算して、その前の作業の 最遅結合点時刻 を求めます。

複数の作業の起点となっている結合点の場合は、それらの中で最も早く始めなければならない作業を、最遅結合点時刻 とすること に注意してください。

ここでは、最早結合点時刻 と 最遅結合点時刻 が同じになる余裕のない作業を、わかりやすいように太線の矢印で示しています。

余裕のない作業を結んだクリティカルパスは、A → D →（ ダミー作業 ）→ H です。

label関連タグアローダイアグラム

「稼働率の計算」の例題と解説

最後に紹介する鉄板問題は、「稼働率の計算」です。

「稼働率」とは、システムが動作している確率です。試験には、複数の装置から構成されたシステムの稼働率を求める問題が、よく出題されます。

この手の問題を解くためには、基礎知識として

1. それぞれの装置が 1 つだけしかなく、すべてが動作していなければならないシステムの稼働率を求める方法
2. 同じ装置が複数あって、いずれか 1 つが動作していればよいシステムの稼働率を求める方法

この 2 つを覚えればOKです。

シンプルな例を示しましょう。

稼働率が 90 % のパソコン 1 台と、稼働率が 80 % のプリンタ 1 台から構成されたシステムがあるとします（実際には、こんなに稼働率が低いことはないと思いますが、計算しやすい値にしています）。

このシステムを図示すると、以下のように装置を直列につないだものになります。

装置と装置をつなぐ線は、その線をデータが流れて行くことを示します。

パソコンに入力されたデータの 90 % が出力され、それがプリンタに受け渡され、90 % の 80 % の 72 % が出力されます。

したがって、装置を直列につないだシステムの稼働率は、それぞれの装置の稼働率を掛け合わせて、

90 % × 80 % ＝ 0.9 × 0.8 ＝ 0.72 ＝ 72 %

という計算で求められます。

稼働率が 80 % のプリンタが 2 台ある場合は、どうなるでしょう。

これを図示すると、以下のように装置を並列につないだものになります。

いずれかのプリンタが動作していれば、データを出力できます。その確率は、100 % から両方のプリンタが同時に止まる確率を引いたものです。

80 % で動作するプリンタは、100 % － 80 % ＝ 20 % の確率で止まります。

2 台のプリンタが同時に止まる確率は、20 % × 20 % ＝ 0.2 × 0.2 ＝ 0.04 ＝ 4% です。

したがって、いずれかのプリンタが動作している確率は、100 % － 4% ＝ 96% です。

それでは、稼働率 90 % のパソコン 1 台と、稼働率 80 % のプリンタ 2 台から構成されたシステムの稼働率は、いくつになるでしょう。

以下のように、パソコンの部分が 90 % で、プリンタの部分が 96 % なので、

90 % × 96 % ＝ 0.9 × 0.96 ＝ 0.864 ＝ 86.4 %

になります。ここまでの計算ができるようになれば、「稼働率の計算」の問題を解けるはずです。

それでは、過去問題を解いてみましょう。

以下は、稼働率 a のサーバ 1 台、稼働率 b のクライアント 3 台、稼働率 c のプリンタ 2 台から構成されたシステムの稼働率を求める問題（平成 28 年度 春期 問 14 ）です。稼働率 1 ＝ 100 % の LAN は、常に動作しているので、計算に入れる必要はありません。

以下は、このシステムの構成を図示して、クライアントが 3 台ある部分と、プリンタが 2 台ある部分の稼働率を求め、さらにシステムの稼働率を求めたものです。選択肢にあるエと同じ式になっています。実際の正解もエです。

label関連タグ稼働率

過去問で腕試し

腕試しとして、この記事で紹介した以外の過去問題も解いてみてください。

以下に、鉄板問題が出題された年度と問題番号を示します。該当ページにリンクしていますので、そのページ内にある問題にチャレンジしてみてください。

いかがでしたか。鉄板問題の解法のポイントを、ご理解いただけたでしょう。

それでは、またお会いしましょう！

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