令和7年度 秋期 プロジェクトマネージャ試験 データベーススペシャリスト試験 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 システム監査技術者試験 情報処理安全確保支援士試験 午前Ⅰ 問題【共通】 問1

テクノロジ基礎理論

この問題は2025(R7)秋 高度試験共通 午前Iに出題されたものです。出題時点の法令・制度に基づく内容のため、現行の内容と一致しない場合があります。

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コンピュータによる伝票処理システムがある。このシステムは,伝票データをためる待ち行列をもち,M/M/1の待ち行列モデルが適用できるものとする。平均待ち時間が TT 秒以上となるのは,システムの利用率が少なくとも何%以上となったときか。ここで,伝票データをためる待ち行列の特徴は次のとおりである。

  • 伝票データは,ポアソン分布に従って到着する。
  • 伝票データをためる数に制限はない。
  • 1件の伝票データの処理時間は,平均 TT 秒の指数分布に従う。

解答・解説を読む

正解: 選択肢

M/M/1の待ち行列モデルにおいて、平均待ち時間を求める公式は以下の通りです。

W=ρ1ρ×Ts W = \frac{\rho}{1 - \rho} \times T_s

ここで、WW : 平均待ち時間、ρ\rho : システムの利用率TsT_s : 平均サービス時間(1件の処理時間)です。

問題文より、平均サービス時間は Ts=TT_s = T 秒です。このとき、平均待ち時間 WWTT 秒以上となる条件を求めます。

ρ1ρ×TT \frac{\rho}{1 - \rho} \times T \ge T

T>0T > 0 であるため、両辺を TT で割ると以下の不等式になります。

ρ1ρ1 \frac{\rho}{1 - \rho} \ge 1

両辺に 1ρ1 - \rhoρ<1\rho < 1より正の数)を掛けて解くと、ρ1ρ\rho \ge 1 - \rho、すなわち 2ρ12\rho \ge 1 となり、ρ0.5\rho \ge 0.5 が導かれます。

したがって、システムの利用率が少なくとも50%以上となったときに、平均待ち時間が TT 秒以上となります。

各選択肢の解説

  • ア 33: 誤り。利用率が33%(約 1/31/3)の場合、平均待ち時間は 1/311/3×T=0.5T\frac{1/3}{1 - 1/3} \times T = 0.5T となり、TT 秒に満たないため不適切です。

  • イ 50: 正解。利用率が50%(1/21/2)のとき、平均待ち時間は 1/211/2×T=T\frac{1/2}{1 - 1/2} \times T = T となり、条件を満たします。

  • ウ 67: 誤り。利用率が67%(約 2/32/3)の場合、平均待ち時間は 2/312/3×T=2T\frac{2/3}{1 - 2/3} \times T = 2T となります。少なくとも何%以上かという問いに対しては過剰な値です。

  • エ 80: 誤り。利用率が80%(4/54/5)の場合、平均待ち時間は 4/514/5×T=4T\frac{4/5}{1 - 4/5} \times T = 4T となります。こちらも条件を満たす最小の値ではありません。