令和6年度 ITパスポート試験 公開問題 問67

図に示す2台のWebサーバと1台のデータベースサーバから成るWebシステムがある。Webサーバの稼働率はともに0.8とし,データベースサーバの稼働率は0.9とすると,このシステムの小数第3位を四捨五入した稼働率は幾らか。ここで,2台のWebサーバのうち少なくとも1台が稼働していて,かつ,データベースサーバが稼働していれば,システムとしては稼働しているとみなす。また,それぞれのサーバはランダムに故障が起こるものとする。

Webシステム構成図
図の説明テキスト

システム構成図。2台の「Web サーバ」のブロックが並列に配置されており、その並列部分が1台の「データベース サーバ」のブロックに直列に接続されている構成を示している。

解答・解説

正解: ウ. 0.86

システム稼働率の計算方法

本システムの稼働率は、並列に配置された2台のWebサーバ群と、それに直列に接続されたデータベースサーバの稼働率を組み合わせて計算します。

  1. Webサーバ群の稼働率(並列)
    各Webサーバの稼働率は 0.80.8 です。並列システムでは、すべてのサーバが故障した場合にシステムが停止します。
  • 1台のWebサーバが故障する確率: 1−0.8=0.21 - 0.8 = 0.2
  • 2台とも故障する確率: 0.2×0.2=0.040.2 \times 0.2 = 0.04
    したがって、少なくとも1台のWebサーバが稼働する確率は以下のようになります。
    1−0.04=0.961 - 0.04 = 0.96
  1. システム全体の稼働率(直列)
    システム全体としては、「Webサーバ群(稼働率 0.960.96)」と「データベースサーバ(稼働率 0.90.9)」が直列に接続されていると考えます。
    直列システムでは、各システムの稼働率を掛け合わせます。
    0.96×0.9=0.8640.96 \times 0.9 = 0.864

  2. 四捨五入
    計算結果 0.8640.864 の小数第3位を四捨五入すると 0.86 となります。よって、正解は「ウ」です。

各選択肢の解説

  • ア: 2台のWebサーバがどちらも故障する確率(0.040.04)です。
  • イ: すべてのサーバが直列に接続されていると誤認した場合の計算値(0.8×0.8×0.9=0.5760.8 \times 0.8 \times 0.9 = 0.576 を四捨五入して 0.580.58)です。
  • ウ: 正解です。
  • エ: 並列に配置されたWebサーバ群のみの稼働率(0.960.96)です。

Spineチーム