ITパスポート 令和6年度 問67：computer_systemに関する問題

答えは c の「0.86」 です。

Webサーバは2台あって「どちらか1台でも動いていればOK」。つまり両方同時に壊れないかぎりセーフです。両方壊れる確率は 0.2×0.2＝0.04 なので、どちらか動く確率は 1−0.04＝0.96。

そのうえで「データベースも動いていないとダメ」なので、0.96 とデータベースの 0.9 をかけて、0.96×0.9＝0.864 → 約 0.86 です。

👉 覚え方：「どちらかでOK＝両方ダメを引く」「両方ともOKが必要＝かけ算」。

ほかの選択肢（0.04・0.58・0.96）は途中の数字や計算手順を間違えたときに出てしまう値です。

なぜこれが正解か

正解は c（0.86）。

• Webサーバ2台は並列（1台でも稼働すればよい）。並列の稼働率は 1−(両方故障)＝1−(1−0.8)×(1−0.8)＝1−0.04＝0.96。
• これにデータベースサーバが直列（必須）でつながるので、全体は掛け算：0.96×0.9＝0.864。
• 小数第3位を四捨五入して 0.86。

各選択肢の検証

• a 0.04：両方のWebが故障する確率を出して止まった誤り。
• b 0.58：Web2台を直列扱い（0.8×0.8×0.9）にした誤り。
• d 0.96：Web並列部分だけで止め、DBを掛け忘れた誤り。

覚え方・ひっかけ注意

「直列＝掛け算」「並列＝1−（全部故障の積）」。並列は“足し算”ではない点が最大の引っかけ。問題文の「少なくとも1台」＝並列、「かつ」＝直列、と日本語から構成を読み取る。

理論的背景

本問はシステム稼働率の計算問題であり、直列と並列の複合構成を扱う。並列接続の稼働率計算には補集合の考え方（少なくとも1台が稼働＝全台停止でない確率）を用いる。Webサーバ2台並列の稼働率は「1 - (1-0.8)×(1-0.8) = 1 - 0.04 = 0.96」。これをデータベースサーバ（稼働率0.9）と直列接続するので全体稼働率は「0.96 × 0.9 = 0.864 ≒ 0.86（小数第3位四捨五入）」。この計算の数学的背景はベルヌーイ試行と確率の乗法定理であり、「独立した故障が確率的にランダムに発生する（指数分布に従う）」という仮定の下で成立する。現実のシステムでは共通故障モード（Common Cause Failure：電源障害・冷却システム故障）が存在するため、純粋な独立性仮定は楽観的すぎるケースがあり、FMEA（Failure Mode and Effects Analysis）やFTA（Fault Tree Analysis）で補完される。

実務での使われ方

稼働率（Availability）はSLA（Service Level Agreement）の主要KPIの一つであり、クラウドサービス（AWS・Azure・GCP）はSLAで「99.9%（スリーナイン）」「99.99%（フォーナイン）」等の数値を保証している。年間ダウンタイムに換算すると99%≒87.6時間/年、99.9%≒8.76時間/年、99.99%≒52.6分/年となり、目標稼働率によって必要な冗長化構成が大きく変わる。本問の0.96稼働率WebサーバはELB（Elastic Load Balancer）のようなロードバランサーで2台以上並列化した構成に相当。RTO（Recovery Time Objective：目標復旧時間）とRPO（Recovery Point Objective：目標復旧時点）と組み合わせたBCP設計では、稼働率だけでなく平均修復時間（MTTR）と平均故障間隔（MTTF）も考慮してAvailability = MTTF/(MTTF+MTTR)の式で評価する。

試験での位置づけ

稼働率計算はITパスポートで毎年出題される定番計算問題。直列×並列の複合構成の計算手順（並列を先に計算→直列で掛ける）を確実に習得していることが前提。近年の傾向として「部分稼働時のシステム全体評価」「3台以上の並列」など複雑化した構成の出題が増加している。計算ミスのパターンは「並列を直列のように掛けてしまう（0.8×0.8=0.64）」または「直列を並列のように計算してしまう（1-(1-0.9)×(1-0.96)=0.996）」の2種類が典型。基本情報技術者（FE）ではMTBF・MTTR・稼働率の相互関係、信頼性設計の考え方（フォールトトレランス・フェイルセーフ・フールプルーフ）まで問われる。

選択肢の発展補足

選択肢a（0.04）はWebサーバ2台が同時停止する確率（0.2×0.2）のみを計算しており、稼働率ではなく「全停止確率」を求めた場合の誤答パターン。選択肢b（0.58）はWebサーバ稼働率を0.8×0.8=0.64と誤計算（並列を直列扱い）し、0.64×0.9=0.576≒0.58とした誤答パターン。選択肢d（0.96）はWebサーバ並列の稼働率（0.96）のみでDBサーバとの直列計算を忘れた誤答パターン。この問題で試験委員が仕掛けている罠の構造を理解することで、類題の誤答回避に活用できる。発展的な稼働率設計では「スタンバイ冗長（ホット/コールド/ウォームスタンバイ）」と「アクティブ－アクティブ冗長」の違いも重要で、前者は切り替え時間が発生するためRTOへの影響を考慮する必要がある。