このページは以下の「ITパスポート シラバス6.3」学習用コンテンツです。
◆大分類：8.コンピュータシステム
◆中分類：16.システム構成要素
| ◆小分類 | ◆見出し | ◆学習すべき用語 |
|---|---|---|
| 44.システムの評価指標 | (2) システムの信頼性 ① システムの信頼性を表す指標 ② 信頼性の設計 | 稼働率 故障率 MTBF（平均故障間動作時間） MTTR（平均修復時間） デュアルシステム デュプレックスシステム フェールセーフ フォールトトレラント フールプルーフ コールドスタンバイ ホットスタンバイ |
ITシステムやアプリにおいてバグや不具合が完全にゼロであることを望むのは現実的ではありません。
一方で業務システムを停止（又は長時間の停止）もまた避けなければなりません。
稼働率やMTTR（平均修復時間）などを理解した上で、「デュアルシステム」や「フォールトトレラント」「ホットスタンバイ」などの様々な対応方法や考え方があり、これによりITシステムの可用性が担保される点を押さえておきましょう。
稼働率
稼働率とはシステムや機械が実際に稼働している時間の割合を示す指標です。
通常は全稼働時間に対する正常稼働時間の比率で表され、システムの信頼性を測るための重要な指標の一つです。稼働率が高いほど、システムが安定して動作していることを意味します。
計算式は「稼働率 = (全稼働時間 – 故障時間) / 全稼働時間」で表されます。一般的に、システムの安定性や効率性を評価する際に使用される指標です。
稼働率に関する学習用問題
問題
稼働率を示す指標として最も適切なものはどれですか？
- システムが正常に稼働している時間の割合
- システムの故障が発生する頻度
- システムの修復にかかる平均時間
%%replace6%%
正解
1 システムが正常に稼働している時間の割合
解説
稼働率はシステムが正常に稼働している時間の割合を示す指標です。
故障率や修復時間は稼働率とは異なる概念であり、システムの信頼性を評価する他の指標です。
問題
稼働率を計算する際に必要な要素でないものはどれですか？
- 故障時間
- 全稼働時間
- 故障発生回数
%%replace6%%
正解
3 故障発生回数
解説
稼働率は全稼働時間と故障時間から計算されます。故障発生回数は稼働率の計算には直接関係しない要素です。
問題
稼働率が高いシステムの特徴として正しいものはどれですか？
- 故障が頻繁に発生する
- 長時間安定して動作している
- 修復時間が長い
%%replace6%%
正解
2 長時間安定して動作している
解説
稼働率が高いシステムは長時間にわたって安定して動作していることを示します。頻繁な故障や長い修復時間は、稼働率の低下につながります。
故障率
故障率とは、システムや機械が一定期間内にどれだけ故障するかを示す指標です。
通常、稼働時間に対する故障の発生頻度として表され、システムの信頼性を評価するために重要です。故障率が低いほど、システムの信頼性が高いことを意味します。
故障率の計算式は「故障率 = 故障回数 / 稼働時間」で表され、特に長時間稼働するシステムの性能評価に使われます。
故障率に関する学習用問題
問題
故障率が高いシステムの特徴として正しいものはどれですか？
- 安定して長時間稼働する
- 故障が頻繁に発生する
- 修復時間が短い
%%replace6%%
正解
2 故障が頻繁に発生する
解説
故障率が高いシステムは故障が頻繁に発生することを示します。安定稼働や修復時間の短さは故障率の低いシステムの特徴です。
問題
システムの故障率を計算する際に必要な要素はどれですか？
- 修復時間
- システムの価格
- 稼働時間
%%replace6%%
正解
3 稼働時間
解説
故障率は故障回数と稼働時間をもとに計算されます。
修復時間やシステムの価格は故障率の計算には直接影響しません。
問題
次のうち、故障率の計算に使用するのはどれですか？
- 故障回数
- 修復回数
- 稼働率
%%replace6%%
正解
1 故障回数
解説
故障率の計算には、故障回数と稼働時間が必要です。
修復回数や稼働率は別の指標を測定するための要素です。
MTBF（平均故障間動作時間）
MTBF（Mean Time Between Failures）とはシステムや機械が故障するまでの平均動作時間を示す指標です。システムの信頼性を評価するために重要な指標であり、MTBFが長いほどシステムの信頼性が高いとされます。
通常は「MTBF = 総稼働時間 / 故障回数」で計算されます。MTBFは、特に長時間稼働することが求められるシステムの性能評価に用いられます。
MTBFに関する学習用問題
問題
MTBFとは何を示す指標ですか？
- 故障から修復するまでの平均時間
- システムが故障するまでの平均動作時間
- システムが正常に稼働している時間の割合
%%replace6%%
正解
2 システムが故障するまでの平均動作時間
解説
MTBFはシステムが故障するまでの平均動作時間を示す指標です。修復にかかる時間や稼働率とは異なる概念です。
問題
MTBFを計算する際に必要な情報はどれですか？
- 故障回数
- 修復時間
- 修復回数
%%replace6%%
正解
1 故障回数
解説
MTBFは、総稼働時間を故障回数で割ることで求められます。修復時間や修復回数はMTBFの計算には使用されません。
問題
MTBFが長いシステムの特徴として適切なものはどれですか？
- 故障が少ない
- 修復時間が短い
- 稼働率が低い
%%replace6%%
正解
1 故障が少ない
解説
MTBFが長いということは、システムが故障するまでの時間が長い、つまり故障が少ないことを意味します。修復時間や稼働率はMTBFとは直接関係しません。
MTTR（平均修復時間）
MTTR（Mean Time To Repair）とはシステムが故障した際に修復するまでの平均時間を示す指標です。
MTTRが短いほどシステムの復旧が速いことを意味し、ダウンタイムの短縮に直結します。計算式は「MTTR = 総修復時間 / 故障回数」で表され、システムの可用性や効率性を評価するために使用されます。
MTTRは特にサービスの継続性が求められるシステムにおいて重要な指標です。
MTTRに関する学習用問題
問題
MTTRとは何を示す指標ですか？
- システムの稼働時間
- システムの故障率
- システムの修復にかかる平均時間
%%replace6%%
正解
3 システムの修復にかかる平均時間
解説
MTTRはシステムの修復にかかる平均時間を示す指標です。
稼働時間や故障率とは異なり、修復に要する時間の平均を評価します。
問題
MTTRを計算する際に必要な要素はどれですか？
- 故障回数
- 修復時間
- 稼働時間
%%replace6%%
正解
2 修復時間
解説
MTTRは修復時間を故障回数で割って求められるため、修復時間が重要な要素です。
稼働時間はMTTRの計算には関係しません。
問題
MTTRが短いシステムの特徴として適切なものはどれですか？
- 修復が速い
- 稼働率が低い
- 故障が多い
%%replace6%%
正解
1 修復が速い
解説
MTTRが短いシステムは故障が発生しても修復が速く行われることを示します。稼働率や故障の頻度とは直接関係しません。
デュアルシステム
デュアルシステムとは同一の処理を二重に行うことで、システムの信頼性を向上させる構成方式です。
二つのシステムが並行して動作し、一方が故障した場合でももう一方が正常に動作を続けるため、全体の信頼性が高まります。
多くの場合、ミッションクリティカルな環境で用いられ、故障に対する強い耐性を持つシステムを構築するために使用されます。
デュアルシステムに関する学習用問題
問題
デュアルシステムの特徴として最も適切なものはどれですか？
- 全く同じシステムを同時に動作させない
- 故障後に自動で切り替わる
- 処理を二重に行い信頼性を高める
%%replace6%%
正解
3 処理を二重に行い信頼性を高める
解説
デュアルシステムは同一の処理を二重に行うことで信頼性を高める構成です。
自動切替はデュプレックスシステムの特徴であり、同時に動作させないのは誤りです。
問題
デュアルシステムが主に採用される環境はどれですか？
- ミッションクリティカルな環境
- 一般的なオフィスシステム
- 単一処理を行う小規模システム
%%replace6%%
正解
1 ミッションクリティカルな環境
解説
デュアルシステムは、ミッションクリティカルな環境での信頼性確保を目的に採用されることが多いです。
オフィスシステムや小規模システムには通常、過剰な構成となります。
問題
デュアルシステムが持つ利点として正しいものはどれですか？
- システムの運用コストが低い
- 故障時でもシステムが停止しない
- システムの設定が簡単である
%%replace6%%
正解
2 故障時でもシステムが停止しない
解説
デュアルシステムは片方のシステムが故障してももう片方が動作を続けるため、システムが停止しない利点があります。
運用コストや設定の容易さはデュアルシステムの主な利点ではありません。
デュプレックスシステム
デュプレックスシステムとは2つのシステムを用意し、通常は片方を待機させ、もう一方を稼働させるシステム構成です。
稼働中のシステムが故障した際には待機中のシステムが自動的に切り替わり、システム全体の稼働を継続します。この構成はシステムの可用性を高めるために使用され、主に高い信頼性が求められる場面で利用されます。
デュプレックスシステムに関する学習用問題
問題
デュプレックスシステムの特徴として正しいものはどれですか？
- 同時に2つのシステムが並行して稼働する
- 一方のシステムが故障した際に自動で切り替わる
- 常に両方のシステムを稼働させる
%%replace6%%
正解
2 一方のシステムが故障した際に自動で切り替わる
解説
デュプレックスシステムは、片方のシステムが故障した際にもう片方が自動で稼働するように設計されています。同時に稼働するデュアルシステムとは異なります。
問題
デュプレックスシステムの主な利点は何ですか？
- システム設定が容易である
- コストが安い
- 故障時でも運用が継続できる
%%replace6%%
正解
3 故障時でも運用が継続できる
解説
デュプレックスシステムの利点は故障が発生しても運用が継続できる点にあります。
コストや設定の容易さは必ずしもデュプレックスシステムの特徴とは言えません。
問題
デュプレックスシステムが使用されるシーンとして適切なものはどれですか？
- 信頼性が重視される環境
- 一般的なデータバックアップ
- 開発中のシステム検証
%%replace6%%
正解
1 信頼性が重視される環境
解説
デュプレックスシステムは信頼性が重視される環境で使用されます。
データバックアップや開発中のシステム検証には通常別の方法が用いられます。
フェールセーフ
フェールセーフとはシステムにおいて障害や異常が発生した際に、安全な状態にシステムを移行させる設計思想のことを指します。
例えば、エレベーターが故障した際に、最寄りの階で停止し扉が開くようにする仕組みなどがフェールセーフに該当します。安全性が特に重視されるシステムにおいて、この思想は重要な役割を果たします。
フェールセーフに関する学習用問題
問題
フェールセーフの特徴として正しいものはどれですか？
- 障害が発生した際に自動で切り替わる
- 障害が発生してもシステムを稼働させ続ける
- 障害が発生した際にシステムを停止させる
%%replace6%%
正解
3 障害が発生した際にシステムを停止させる
解説
フェールセーフは障害が発生した際にシステムを安全に停止させる設計思想です。システムの稼働を続けたり自動で切り替わることを目的とするものではありません。
問題
フェールセーフの例として適切なものはどれですか？
- ネットワークの自動切替
- エレベーターが故障時に最寄りの階で停止する
- データの定期バックアップ
%%replace6%%
正解
2 エレベーターが故障時に最寄りの階で停止する
解説
フェールセーフの例として、エレベーターが故障時に最寄りの階で停止することが挙げられます。
ネットワークの自動切替やデータバックアップは、別の概念に該当します。
問題
フェールセーフが特に重要とされる分野はどれですか？
- 高速ネットワーク
- 医療機器
- エンターテインメントシステム
%%replace6%%
正解
2 医療機器
解説
フェールセーフは、障害が人命に関わる可能性のある医療機器や安全性が特に求められる分野で重要とされます。
高速ネットワークやエンターテインメントシステムにおいても重要ですが、医療機器ほどの影響はありません。
フォールトトレラント
フォールトトレラント（fault tolerant）とはシステムが一部故障しても全体としての機能を維持し続ける能力を指します。
例えば、複数のプロセッサが協調して動作し、1つのプロセッサが故障しても他のプロセッサが処理を引き継ぐことで、システム全体の稼働を維持する仕組みです。
このようなシステムは、特にミッションクリティカルな環境での信頼性確保に役立ちます。
英語の「fault（誤り）」に「tolerant（寛容な）」で覚えておきましょう。
フォールトトレラントに関する学習用問題
問題
フォールトトレラントの特徴として正しいものはどれですか？
- 故障が発生してもシステム全体が停止しない
- 故障が発生したら即座にシステムを停止する
- 故障が発生した場合、自動的にシステムをリセットする
%%replace6%%
正解
1 故障が発生してもシステム全体が停止しない
解説
フォールトトレラントはシステムの一部が故障しても、全体としての機能を維持し続ける能力です。
即座に停止するや自動リセットは、フォールトトレラントの特徴ではありません。
問題
フォールトトレラントが特に求められるシステムはどれですか？
- 高可用性が求められる金融システム
- 低コストで運用可能な小規模システム
- 単一の処理を行うスタンドアロンシステム
%%replace6%%
正解
1 高可用性が求められる金融システム
解説
フォールトトレラントは、高可用性が求められる金融システムや他のミッションクリティカルな環境で特に重要です。
小規模システムやスタンドアロンシステムでは、必ずしも必要ではありません。
問題
フォールトトレラントシステムが持つ利点として適切なものはどれですか？
- システムの修復が早い
- 故障時でもサービスが継続される
- 導入コストが低い
%%replace6%%
正解
2 故障時でもサービスが継続される
解説
フォールトトレラントシステムの主な利点は、故障時にもサービスが継続される点です。
修復の速さや導入コストの低さは、フォールトトレラントの主な特徴ではありません。
フールプルーフ
フールプルーフとは、ユーザーが誤操作を行ってもシステムが安全に動作し続けるように設計された仕組みや思想のことを指します。
例えば、電源プラグが逆向きには差し込めないように設計されているコンセントや、誤った操作ができないようにメニューの選択肢が制限されているソフトウェアなどがフールプルーフの例です。これにより、人為的なミスによるシステム障害を未然に防ぐことができます。
フールプルーフに関する学習用問題
問題
フールプルーフの目的として最も適切なものはどれですか？
- システムの操作を完全に自動化する
- システムが故障しないようにする
- ユーザーが誤操作しても安全に動作させる
%%replace6%%
正解
3 ユーザーが誤操作しても安全に動作させる
解説
フールプルーフは、ユーザーが誤操作を行ってもシステムが安全に動作するように設計されることを目的としています。
完全な自動化やシステムの故障防止は、フールプルーフの目的ではありません。
問題
フールプルーフの例として適切なものはどれですか？
- ソフトウェアの自動更新機能
- 電源プラグが逆向きには差し込めない設計
- データのリアルタイムバックアップ機能
%%replace6%%
正解
2 電源プラグが逆向きには差し込めない設計
解説
フールプルーフの例として、電源プラグが逆向きには差し込めない設計が挙げられます。
自動更新やバックアップ機能は、フールプルーフとは異なる概念です。
問題
フールプルーフが特に重要とされる分野はどれですか？
- 産業機器
- 教育システム
- ソーシャルメディアプラットフォーム
%%replace6%%
正解
1 産業機器
解説
フールプルーフは産業機器や他の安全性が重要な分野で特に重要とされます。
教育システムやソーシャルメディアプラットフォームでも重要ですが、産業機器ほどの影響はありません。
コールドスタンバイ
コールドスタンバイとはバックアップシステムを完全に停止状態で待機させ、現行のシステムが故障した際に初めて起動する構成方式です。
この方式はコストが低い一方で、起動に時間がかかるため、即時の切り替えが求められないシステムで使用されます。特に、信頼性は必要だがコストを抑えたい場合に採用されることが多いです。
コールドスタンバイに関する学習用問題
問題
コールドスタンバイの特徴として正しいものはどれですか？
- 常にバックアップシステムが稼働している
- バックアップシステムを停止状態で待機させる
- 障害発生時に即時に切り替わる
%%replace6%%
正解
2 バックアップシステムを停止状態で待機させる
解説
コールドスタンバイは、バックアップシステムを停止状態で待機させる構成方式です。
常時稼働や即時切り替えはコールドスタンバイの特徴ではありません。
問題
コールドスタンバイが適しているシステムはどれですか？
- 即時の切り替えが必要なシステム
- コストを抑えつつ信頼性を確保したいシステム
- 常に高可用性が求められるシステム
%%replace6%%
正解
2 コストを抑えつつ信頼性を確保したいシステム
解説
コールドスタンバイは、コストを抑えながらも信頼性を確保したい場合に適しています。
即時の切り替えや常時高可用性が求められる場合には他の方法が適切です。
問題
コールドスタンバイのデメリットとして適切なものはどれですか？
- 高コストである
- 常に稼働しているため寿命が短い
- 起動に時間がかかる
%%replace6%%
正解
3 起動に時間がかかる
解説
コールドスタンバイのデメリットはシステムの起動に時間がかかることです。
高コストや寿命の短さはコールドスタンバイの特徴ではありません。
ホットスタンバイ
ホットスタンバイとはバックアップシステムを常に稼働させておき、現行のシステムが故障した際に即座に切り替える構成方式です。
コールドスタンバイに比べて即時対応が可能で、特に高い可用性が求められるシステムに適しています。この方式は、コストが高くなる傾向がありますが、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。
ホットスタンバイに関する学習用問題
問題
ホットスタンバイの特徴として正しいものはどれですか？
- 常にバックアップシステムが稼働している
- バックアップシステムを停止状態で待機させる
- 障害発生時に手動で切り替える
%%replace6%%
正解
1 常にバックアップシステムが稼働している
解説
ホットスタンバイはバックアップシステムを常に稼働させ、即時の切り替えが可能な構成方式です。
停止状態での待機や手動切り替えはホットスタンバイの特徴ではありません。
問題
ホットスタンバイが適しているシステムはどれですか？
- 高い可用性が求められるシステム
- コストを抑えつつ信頼性を確保したいシステム
- 定期的にシステムを停止しても問題ないシステム
%%replace6%%
正解
1 高い可用性が求められるシステム
解説
ホットスタンバイは、即時対応が必要な高い可用性が求められるシステムに適しています。
コスト抑制や定期的な停止が許容される場合には他の方式が適切です。
問題
ホットスタンバイのデメリットとして適切なものはどれですか？
- 起動に時間がかかる
- 高コストである
- 定期的なメンテナンスが必要ない
%%replace6%%
正解
2 高コストである
解説
ホットスタンバイは常にシステムを稼働させるためコストが高くなるデメリットがあります。
起動に時間がかかることやメンテナンス不要はホットスタンバイの特徴ではありません。