平成28年度秋期問13テクノロジ系

基本情報平成28年度秋期問13：テクノロジ系に関する問題

システムが単位時間内にジョブを処理する能力の評価尺度はどれか。

aMIPS 値
b応答時間
cスループット正答
dターンアラウンドタイム

正答：Cスループット

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答えは c「スループット」 です。

スループットは「単位時間あたりの仕事量」のこと。1時間で何件処理できるか、みたいな尺度。

たとえばスーパーのレジが1時間で何人さばけるか＝スループット。多ければ多いほど高性能。

👉 覚え方：「単位時間あたりの処理量＝スループット」。

ほかの選択肢：a MIPS＝CPU命令の処理速度（時間あたり百万命令数）／b 応答時間＝1件あたりの待ち時間／d ターンアラウンドタイム＝投入から終了までの全所要時間。「単位時間あたり何件」がキーワードならスループット。

標準試験対策の基準レベル

なぜこれが正解か

正解は c。スループット（throughput）はシステムが単位時間内に処理できるジョブ数／トランザクション数／データ量を表す評価尺度。「ジョブ数/分」「TPS（Transactions Per Second）」「Mbps」等で表現される。問題文「単位時間内にジョブを処理する能力」と完全一致。

各選択肢の解説

a MIPS値：Million Instructions Per Second。CPU命令実行速度を表す指標で、ジョブ処理能力とは別概念（CPUベンチマーク）。
b 応答時間：要求送信から最初の応答まで（response time）。1件あたりの指標。
c スループット：正解。単位時間あたり処理量。
d ターンアラウンドタイム：ジョブ投入から完了までの全所要時間。1件あたりの指標。

覚え方・ひっかけ注意

性能指標の3軸：

スループット（throughput）：単位時間あたり処理量＝容量
応答時間（response time）：1要求あたり初期応答までの時間＝速さ（対話型）
ターンアラウンドタイム（TAT）：1ジョブ投入から完了までの時間＝所要時間（バッチ）

「単位時間あたり何件」＝スループット、「1件あたり何秒」＝応答時間／TATで識別。スループットと応答時間はトレードオフ関係になりがち（リトルの法則）。試験ではこの3指標の混同が頻出。

上級誤答論破・背景理論まで深掘り

理論的背景

システム性能評価の核心指標はスループット・応答時間・利用率の3つで、待ち行列理論（Queueing Theory）で定式化される。リトルの法則：L = λ × W（システム内平均ジョブ数 = 到着率 × 平均応答時間）。M/M/1モデル（ポアソン到着、指数サービス、1サーバ）では応答時間 W = 1/(μ-λ)、利用率 ρ = λ/μで、ρが1に近づくと応答時間が爆発する。

実務での使われ方

性能設計の典型シナリオ：

Webサーバ容量計算：ピークTPS×平均応答時間でCPU/メモリサイジング
DB設計：B+木インデックス効果、コネクションプール、シャーディング戦略
負荷分散：ラウンドロビン・最小接続数・重み付け分配
キャッシュ階層：CDN→Redis→DBの段階配置でスループット向上＆応答時間短縮
キャパシティプランニング：将来予測トラフィックからリソース計画

性能測定ツール：JMeter・Gatling・k6・Locustで負荷生成、Prometheus・Grafana・DataDogで監視、Apdex scoreで利用者体感品質を数値化。

試験での位置づけ

性能評価分野の頻出テーマ。基本情報では3指標識別、応用情報・ネットワークスペシャリスト・データベーススペシャリストではM/M/1モデル計算・利用率と応答時間の関係・MIPS/MFLOPS/TPCベンチマークまで踏み込む。

選択肢の発展補足

性能ベンチマーク：

MIPS（Million Instructions Per Second）：命令実行速度、命令種類で実効値変動
FLOPS：浮動小数点演算速度（HPC、AI学習で重要）
TPC（Transaction Processing Performance Council）：DBベンチマーク標準（TPC-C, TPC-H, TPC-DS）
SPEC：CPU/Web/Java等のベンチマーク（SPEC CPU 2017）
MLPerf：機械学習ベンチマーク

性能改善手法：

アムダールの法則：並列化可能部分pでN並列時の最大高速化は 1/((1-p)+p/N)。シリアル部分が支配要因
グスタフソンの法則：問題サイズが拡大可能なら並列化効果が大きい
USL（Universal Scalability Law）：競合と一貫性コストで上限あり

現代システムではマイクロサービス間通信オーバヘッド、分散トランザクション、結果整合性等のスループット劣化要因が論点。CAP定理・PACELC定理で一貫性・可用性・分断耐性のトレードオフを設計する必要がある。試験対策は3指標の正確な識別＋待ち行列理論基礎＋並列化法則で応用情報以上の性能分野をカバー。

出典・引用について

出典：IPA（情報処理推進機構）公式基本情報技術者試験平成28年度秋期問13／公的機関配布資料につき出典明記の上引用。解説は合格ナビによる独自AI解説です。