【ITパスポート練習問題 6.3対応】(2) システムの信頼性

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デジタル時代に欠かせない、信頼性の高いシステムを構築する視点とは?

現代社会では、あらゆるサービスがシステム化され、その安定稼働がビジネスの生命線となっています。システムの性能、信頼性、経済性を評価する指標を理解することは、システムの価値を判断し、最適な設計や運用を実現するために不可欠です。特に、システムに求められる信頼性を表す指標、例えば稼働率故障率MTBF(平均故障間隔)MTTR(平均修復時間)などの意味と算出方法を把握することは、システム障害の影響を最小限に抑え、ビジネスの継続性を確保するうえで極めて重要です。

さらに、信頼性の高いシステムを構築するためには、デュアルシステムやデュプレックスシステムなどの冗長化構成や、フェールセーフ、フォールトトレラント、フールプルーフといった設計思想を理解し、状況に応じて適切に適用する必要があります。また、コールドスタンバイやホットスタンバイなどのバックアップ手法を理解することで、システム停止のリスクを低減し、ユーザーへの影響を最小限に抑えることができます。

システムの信頼性を高めるための指標と設計思想を理解することは、安定したサービスを提供し、ビジネスの継続性を確保するために欠かせません。これらの知識は将来、ITエンジニア、プログラマー、システム管理者などのキャリアを目指す際に役立つのはもちろん、DX人材、DXリーダーとしても重要な視点となるでしょう。

学習ポイントをチェック

  • 稼働率や故障率からシステムの信頼性を読み解く
    稼働率や故障率の指標を用いて、システムの信頼性を定量的に評価し、改善の方向性を検討する。
  • MTBFとMTTRで見るシステムの耐久性と回復力
    MTBF(平均故障間隔)を長く、MTTR(平均修復時間)を短くすることで、システムの安定稼働を実現する。
  • 冗長化構成でシステム停止のリスクを回避する
    デュアルシステムやデュプレックスシステムを導入して、機器の故障時にもシステムを停止させない仕組みを構築する。
  • 障害発生時の適切な対応につなげる設計思想
    フェールセーフ、フォールトトレラント、フールプルーフの考え方を理解し、システムの安全性を確保する。
  • バックアップ手法でビジネスへの影響を抑える
    ホットスタンバイやコールドスタンバイを適切に活用し、システム障害発生時のダウンタイムを最小化する。

システムの信頼性を高める指標と設計思想を理解することで、安定したシステム構築の基礎が身につきます。用語の解説で基本を押さえた後は、練習問題で理解度を確認しましょう。

全体のどこを学習しているのか把握しながら進めましょう。IPAシラバス原本PDFはこちら

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。

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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

稼働率を示す指標として最も適切なものはどれですか?

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?

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

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?

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?

次のうち、故障率の計算に使用するのはどれですか?

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

MTBFとは何を示す指標ですか?

MTBFを計算する際に必要な情報はどれですか?

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?

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

MTTRとは何を示す指標ですか?

MTTRを計算する際に必要な要素はどれですか?

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?

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

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?

デュアルシステムが主に採用される環境はどれですか?

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?

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

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?

デュプレックスシステムの主な利点は何ですか?

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?

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

フェールセーフの特徴として正しいものはどれですか?

フェールセーフの例として適切なものはどれですか?

フェールセーフが特に重要とされる分野はどれですか?

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

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?

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?

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?

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

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?

フールプルーフの例として適切なものはどれですか?

フールプルーフが特に重要とされる分野はどれですか?

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

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?

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?

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?

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

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?

ホットスタンバイが適しているシステムはどれですか?

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?

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