令和3年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問題 問15

この問題は、複数の処理を並行して実行するパイプライン処理におけるデータ処理能力を求める問題です。

プログラムは「読取り（40ミリ秒）」「CPU処理（30ミリ秒）」「書込み（50ミリ秒）」の3つのステップで構成されており、これらを並行して実行します。
並行処理（パイプライン処理）において、全体の処理速度（スループット）を決定するのは、最も処理時間の長いステップ（ボトルネック）です。

各ステップの処理時間を比較すると、以下のようになります。

• 読取り: $40$ ミリ秒
• CPU処理: $30$ ミリ秒
• 書込み: $50$ ミリ秒

最も時間が掛かるのは書込みの $50$ ミリ秒です。したがって、定常状態において、このプログラムはデータ1件あたり $50$ ミリ秒の間隔で処理を完了していくことになります。

1分間（$= 60,000$ ミリ秒）当たりの最大データ処理件数は、以下の計算式で求められます。
$$60,000 \div 50 = 1,200$$

よって、1分当たりの最大データ処理件数は $1,200$ 件となります。

各選択肢の解説

• ア 500
  読取り、CPU処理、書込みの各処理時間を合計した時間（$40 + 30 + 50 = 120$ ミリ秒）を要するとして、直列処理をした場合の件数（$60,000 \div 120 = 500$）を計算した誤りです。
• イ 666
  「読取り」と「書込み」の時間を足した $90$ ミリ秒（$40 + 50$）を基準にして計算（$60,000 \div 90 \approx 666$）するなど、並行処理の捉え方を誤ったものです。
• ウ 750
  「CPU処理」と「書込み」の時間を足した $80$ ミリ秒（$30 + 50$）を基準にして計算（$60,000 \div 80 = 750$）するなど、並行処理の捉え方を誤ったものです。
• エ 1,200
  正解です。並行処理におけるボトルネックである「書込み」の $50$ ミリ秒を基準に、$60,000 \div 50$ を計算した正しい結果です。