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平成27年度春 応用情報技術者試験 午後 問4 システムアーキテクチャ 設問2

問4 キャンペーンサイトの構築に関する次の記述を読んで、設問1〜3に答えよ。

L社は、清涼飲料の製造販売を手掛ける中堅企業である。夏の新商品を宣伝するために、新商品の紹介やプレゼントの応募受付を行うキャンペーンサイト(以下、本システムという)を構築することになった。

【システム基盤の選定】

本システムは、7〜9月の3ヶ月だけ公開する予定である。また、プレゼントの応募を受け付けることから、特定の日時に利用が集中すると見込まれる。これらの特性に対応できるシステム基盤として、仮想化技術を用いたM社のPaaS(Platform as a Service)を選定した。M社のPaaSが提供するサービスを表1に示す。

応用情報技術者試験午後設問4表1

【システム構成の検討】

本システムには、次の二つの機能がある。

・新商品紹介機能

動画や写真、解説文などを用いて新商品を紹介する機能。

・プレゼント応募受付機能

 新商品に貼り付けたプレゼント応募シールの裏に記載されたシリアル番号と応募者の情報を受け付ける機能。

まず、新商品紹介機能を実現するためのシステム構成について考える。この機能は、動画や写真などのコンテンツをWebブラウザへ配信する。そのために、コンテンツをストレージサービスに配置し、Webサーバを経由してWebブラウザへ配信する構成にする。

次に、プレゼント応募受付機能を実現するためのシステム構成について考える。この機能は、発行したシリアル番号の照合などを行い、受け付けた情報をDBサーバに保存する。DBサーバのデータを用いた動的なHTMLを配信するために、WebサーバとAPサーバを利用する。また、利用者の増減に対応するために、ロードバランササービス及び自動スケールサービスも併せて利用する。応募者の情報を暗号化する処理は、DBサーバ上にストアドプロシージャとして配置することを検討したが、①本システムの特性を考慮した結果、②APサーバ上の処理として実装することにした。

PaaS利用料金の試算】

各機能における1トランザクション当たりのシステムリソース消費量を表2に、ピークとなる9月の時間帯ごとのトランザクション数の見込みを表3に示す。

応用情報技術者試験午後設問4表2

応用情報技術者試験午後設問4表3

必要になるWebサーバの台数を時間帯ごとに試算する。

Webサーバに求められる18:00〜22:00の時間帯の1秒当たりの命令実行数は、二つの機能を合計すると【 a 】百万である。Webサーバ1台の能力の80%がトランザクション処理に使用できるとすると、Webサーバ1台について、トランザクション処理に使用できる1秒当たりの命令実行数は【 b 】百万である。したがって、必要なWebサーバの台数は【 c 】台である。

同様に、その他のサーバ台数も求めることができる。

続いて、各サービスの利用料金を試算する。

Webサーバ及びAPサーバの料金は、求めた台数に利用時間と1時間当たりの料金を掛けることで算出できる。DBサーバは、それに加えてデータ保存料とデータ転送量に対する料金が必要になる。DBサーバの9月のデータ転送量は、1,000kバイト=1Mバイト、1,000Mバイト=1Gバイト、1,000Gバイト=1Tバイトとすると、【 d 】Tバイトである。したがって、このデータ転送に掛かる料金は【 e 】円となる。

【システム運用開始後の問題と対策】

予定どおりに本システムの運用が始まり、利用者が次第に増えてきた7月下旬、新商品紹介機能の応答が遅いというクレームが多く寄せられた。各サーバのアクセスログを解析したところ、ストレージサービスからWebサーバへのコンテンツの転送に想定以上の時間を要していることが判明した。そこで、システム構成を見直し、同じコンテンツが複数回利用される場合にはストレージサービスからの転送量を削減するように③コンテンツの配信方法を変更することで、問題を回避できた。

設問2 本文中の【 a 】〜【 e 】に入れる適切な数値を求めよ。

【 a 】の解説

表2と表3にヒントがあります。問題文は「Webサーバに求められる18:00〜22:00の時間帯の1秒当たりの命令実行数は、二つの機能を合計すると【 a 】百万である。」とあります。表3に「18:00〜22:00の時間帯のトランザクション数」が記載されています。

新商品紹介機能は「800TPS」、プレゼント応募受付機能「500TPS」。TPSは注記にあるとおり1秒当たりのトランザクション数

表2をみると1トランザクション当たりのシステムリソース消費量とあります。従って、トランザクション数×命令数で1秒当たりの命令実行数が求められます。

新商品紹介機能は「80百万命令」、プレゼント応募受付機能「40百万命令」なので...

新商品紹介機能は800TPS×80百万命令=64,000百万命令

プレゼント応募受付機能は500TPS×40百万命令=20,000百万命令

この2つを合計すると84,000百万命令となります。

【 a 】の解答

「84,000百万命令」

【 b 】の解説

1MIPSのコンピュータは、1秒間に100万回実行できます。10,000MIPSでは、1秒間に1,000,000万回命令を実行できます。

問題文に「Webサーバ1台の能力の80%がトランザクション処理に使用できる」とあるので、1,000,000×(80/100)万回=800,000万回=8,000百万回となります。(単位に注意!)

【 b 】の解答

8,000百万回

【 c 】の解説

【 c 】の前後の問題文をみると「必要なWebサーバの台数は【 c 】台である。」とあります。

【 a 】の解答より、1秒当たりの命令回数は「84,000百万命令」となり、Webサーバ1台で1秒当たり「8,000百万回」命令処理できるので、割り算します。

84,000 / 8,000 = 10.5 ... なので、10台では足りないので...最低11台必要です。

【 c 】の解答

11

【 d 】の解説

表3をみると

1日のトランザクション 20時間(18:00〜22:00以外) × 50TPS + 4時間(18:00〜22:00) × 500TPS

= 72000秒 × 50TPS + 14400秒 × 500TPS

= 10,800,000

9月は30日あるので

10,800,000 × 30 = 324,000,000 トランザクション

1トランザクション当たり10kバイトなので

324,000,000 トランザクション × 10kバイト

= 3,240,000,000kバイト

= 3.24Tバイト

※1,000Kバイト = 1Mバイト 1,000Mバイト = 1Gバイト 1,000Gバイト = 1Tバイト

【 d 】の解答

3.24 Tバイト

【 e 】の解説

1Tバイト = 1,000円なので3,240円となりますが、すべて「切り上げ」と表の解説にあるので

【 e 】の解答

4,000円となります!

平成27年度春 応用情報技術者試験 午後 問4 システムアーキテクチャ 目次

  1. 問題文
  2. 設問1
  3. 設問2
  4. 設問3

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