基本情報技術者試験 過去問(システム構成要素-システム構成) -情報処理シンプルまとめ

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 情報処理技術者試験(今のところは基本情報技術者試験)の過去問(システム構成要素-システム構成)を集めて,シンプルにまとめています。リアルタイムシステム(ハードリアルタイムシステム,ソフトリアルタイムシステム),システムの高信頼化(フォールトトレラントシステム,フェールセーフ,フェールソフト,縮退運転,フールプルーフ),システム構成の基本(シンプレックスシステム,デュアルシステム,デュプレックスシステム,ホットスタンバイ,コールドスタンバイ),クライアントサーバーシステム(3層クライアントサーバーシステム,2層クライアントサーバーシステム,APサーバー,DBサーバー,Webサーバー,Webサーバーの処理の流れ,Webシステム,Web3層構造,ストアドプロシージャ,シンクライアント),クラスタリングシステム(負荷分散クラスタ,HAクラスタ),エッジコンピューティング,RAID(ストライピング,ミラーリング,パリティチェック,RAID1,RAID5),ネットワークストレージ(NAS)について,理解度を確認することができます。解けなかった問題や,完全に理解できていない問題については,【参考】にあるリンク先ページを読んで,もう一度,解いてみてください。難しい問題もあると思いますが,繰り返し解くことにより,だんだんと身に付いてきますので,根気よく頑張りましょう。

  1. 平成21年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問19
  2. 平成25年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14
  3. 平成21年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問15
  4. 平成30年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13
  5. 平成24年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問16
  6. 平成25年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13
  7. 平成27年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問56
  8. 平成26年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問15
  9. 平成23年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問17
  10. (令和4年度) 基本情報技術者試験 サンプル問題 科目A 問13
  11. 平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13
  12. 平成28年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問46
  13. 平成24年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問45
  14. 平成23年度 基本情報技術者試験 特別 午前 問17
  15. 平成31年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13
  16. 平成29年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13
  17. 平成24年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問14
  18. 平成30年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14
  19. 平成21年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15
  20. 平成23年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15
  21. 平成21年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問14
  22. 平成22年度 基本情報技術者試験 春期 午前 14
  23. 平成26年度 基本情報技術者試験 春期 午前 13
  24. 平成27年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13
  25. 平成28年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13
  26. 平成24年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13
  27. 平成29年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問26
  28. 平成25年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問28
  29. 平成21年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問31
  30. 平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問27
  31. 平成23年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問16
  32. 平成30年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13
  33. 平成28年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問14
  34. 令和5年度 基本情報技術者試験 公開問題 科目A 問4
  35. 平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11
  36. 平成21年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問12
  37. 平成28年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問12
  38. 平成24年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問11
  39. 平成21年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13
  40. 平成29年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11
  41. 令和元年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15
  42. 平成29年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問12
  43. 平成22年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 15
  44. まとめ

平成21年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問19

 リアルタイムシステムをハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイムシステムとに分類したとき,ハードリアルタイムシステムに該当するものはどれか。

ア Web配信システムイ エアバッグ制御システム
ウ 座席予約システムエ バンキングシステム

【解答】

【解説】

■ ハードリアルタイムシステム

遅延が許されない(遅延が発生した場合,致命的な問題が生じる)システムをいう。

例)エアバッグ制御システム,ペースメーカーなど

平成25年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14

平成21年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問15

 フォールトトレラントシステムの説明として,適切なものはどれか。

ア システムが部分的に故障しても,システム全体としては必要な機能を維持するシステム

イ 地域的な災害などの発生に備えて,遠隔地に予備を用意しておくシステム

ウ 複数のプロセッサがネットワークを介して接続され,資源を共有するシステム

エ 複数のプロセッサで一つのトランザクションを並行して処理し,結果を照合するシステム

【解答】

【解説】

■ フォールトトレランス

(障害が起きることを前提に)障害が発生した場合でも,機能を保ち,稼働を続けるようにすることをいう。システムの一部に障害が発生した場合に,予備の系統に切り替えるなどする。

イ バックアップセンター

ウ 密結合マルチプロセッサシステム

エ デュアルシステム

平成30年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13

平成24年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問16

 フォールトトレラントシステムを実現する上で不可欠なものはどれか。

ア システム構成に冗長性をもたせ,部品が故障してもその影響を最小限に抑えることによって,システム全体には影響を与えずに処理が続けられるようにする。

イ システムに障害が発生したときの原因究明や復旧のために,システム稼働中のデータベースの変更情報などの履歴を自動的に記録する。

ウ 障害が発生した場合,速やかに予備の環境に障害前の状態を復旧できるように,定期的にデータをバックアップする。

エ 操作ミスが発生しにくい容易な操作にするか,操作ミスが発生しても致命的な誤りにならないように設計する。

【解答】

【解説】

■ フォールトトレランス

(障害が起きることを前提に)障害が発生した場合でも,機能を保ち,稼働を続けるようにすることをいう。システムの一部に障害が発生した場合に,予備の系統に切り替えるなどする。

平成25年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13

 フォールトトレラントシステムの実現方法の記述のうち,最も適切なものはどれか。

ア システムを1台のコンピュータではなく,複数台のコンピュータで多重化する。

イ システムをフェールソフト構造ではなく,フェールセーフ構造にする。

ウ 装置や機器を二重化するのではなく,重要な処理を稼働率が高い装置で処理する。

エ ハードウェアではなく,ソフトウェアによってフォールトトレラントを実現する。

【解答】

【解説】

■ フォールトトレランス

(障害が起きることを前提に)障害が発生した場合でも,機能を保ち,稼働を続けるようにすることをいう。システムの一部に障害が発生した場合に,予備の系統に切り替えるなどする。

平成27年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問56

 情報システムの安全性や信頼性を向上させる考え方のうち,フェールセーフはどれか。

ア システムが部分的に故障しても,システム全体としては必要な機能を維持する。

イ システム障害が発生したとき,待機しているシステムに切り替えて処理を続行する。

ウ システムを構成している機器が故障したときは,システムが安全に停止するようにして,被害を最小限に抑える。

エ 利用者が誤った操作をしても,システムに異常が起こらないようにする。

【解答】

【解説】

■ フェイルセーフ

障害が発生した場合に,安全な状態になるよう制御することをいう。

  • 信号機が故障した場合,すべての信号を赤に切り替え,安全性を確保する
  • 電気ヒーターが転倒した場合,自動的にオフにする

ア フェールソフト

イ フォールトトレランス

エ フールプルーフ

平成26年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問15

 フェールセーフ設計の考え方に該当するものはどれか。

ア 作業範囲に人間が入ったことを検知するセンサが故障したとシステムが判断した場合,ロボットアームを強制的に停止させる。

イ 数字入力フィールドに数字以外のものが入力された場合,システムから警告メッセージを出力して正しい入力を要求する。

ウ 専用回線に障害が発生した場合,すぐに公衆回線に切り替え,システムの処理能力が低下しても処理を続行する。

エ データ収集システムでデータ転送処理に障害が発生した場合,データ入力処理だけを行い,障害復旧時にまとめて転送する。

【解答】

【解説】

■ フェイルセーフ

障害が発生した場合に,安全な状態になるよう制御することをいう。

  • 信号機が故障した場合,すべての信号を赤に切り替え,安全性を確保する
  • 電気ヒーターが転倒した場合,自動的にオフにする

イ フールプルーフ

ウ,エ フェールソフト

平成23年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問17

 信頼性設計におけるフェールソフトの例として,適切なものはどれか。

ア アプリケーションを間違って終了してもデータを失わないように,アプリケーション側の機能で編集中のデータのコピーを常に記憶媒体に保存する。

イ 一部機能の障害によってシステムが停止しないよう,ハードウェアやソフトウェアを十分に検証し,信頼性の高いものだけでシステムを構成する。

ウ クラスタ構成のシステムにおいて,あるサーバが動作しなくなった場合でも,他のサーバでアプリケーションを引き継いで機能を提供する。

エ 電子メールでの返信が必要とされる受付システムの入力画面で,メールアドレスの入力フィールドを二つ設けて,同一かどうかをチェックする。

【解答】

【解説】

■ フェイルソフト

障害が発生した場合に,障害箇所を切り離して一部の機能を停止し,残りの部分で稼働を続けることをいう。

ア,エ フールプルーフ

イ フォールトアボイダンス

(令和4年度) 基本情報技術者試験 サンプル問題 科目A 問13

平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13

 仮想化マシン環境を物理マシン20台で運用しているシステムがある。次の運用条件のとき,物理マシンが最低何台停止すると縮退運転になるか。

〔運用条件〕

(1) 物理マシンが停止すると,そこで稼働していた仮想マシンは他の全ての物理マシンで均等に稼働させ,使用していた資源も同様に配分する。

(2) 物理マシンが20台のときに使用する資源は,全ての物理マシンにおいて70%である。

(3) 1台の物理マシンで使用している資源が90%を超えた場合,システム全体が縮退運転となる。

(4) (1)~(3)以外の条件は考慮しなくてよい。

ア 2イ 3ウ 4エ 5

【解答】

【解説】

〔運用条件〕の(2)より,システムの稼働に必要な総資源量は,

20台 × 0.7 = 14台分

である。n台の物理マシンが停止したときに,各物理マシンが使用する資源を90%以下にするためには,

1420 - n ≦ 0.9

14 ≦ 0.9(20 - n)

140 ≦ 9(20 - n)

140 ≦ 180 - 9n

9n ≦ 40

n ≦ 4.44…

でなければならない。よって,物理マシンの停止台数が,

5台

になったときに,縮退運転となる。

平成28年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問46

平成24年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問45

 安全性や信頼性を確保するための設計のうち,フールプルーフに該当するものはどれか。

ア 装置が故障したときは,システムが安全に停止するようにして,被害を最小限に抑える。

イ 装置が故障したときは,利用できる機能を制限したり,処理能力を低下させたりしても,システムは稼働させる。

ウ 装置が故障しても,システム全体の機能に影響がないように,二重化などを行って冗長な構成とする。

エ 利用者が誤った操作をしても,システムに異常が起こらないようにする。

【解答】

【解説】

■ フールプルーフ

利用者の誤操作を防ぐしくみや,利用者が誤操作をした場合でも,障害が発生したり,危険が生じたりしないような設計をすることをいう。

  • 電気ポットは,ロックを解除しないと給湯できない
  • 電子レンジは,ドアが完全に閉まらないと起動しない
  • 自動車は、ギアがパーキングに入っていないとエンジンをかけられない

ア フェールセーフ

イ フェールソフト

ウ フォールトトレランス

平成23年度 基本情報技術者試験 特別 午前 問17

 システムの信頼性設計のうち,フールプルーフを採用した設計はどれか。

ア オペレータが不注意による操作誤りを起こさないように,操作の確認などに配慮した設計

イ システムの一部に異常や故障が発生したとき,その影響が小さくなるような設計

ウ 障害の発生を予防できるように,機器の定期保守を組み入れた運用システムの設計

エ 装置を二重化し,一方が故障してもその装置を切り離してシステムの運用を継続できる設計

【解答】

【解説】

■ フールプルーフ

利用者の誤操作を防ぐしくみや,利用者が誤操作をした場合でも,障害が発生したり,危険が生じたりしないような設計をすることをいう。

  • 電気ポットは,ロックを解除しないと給湯できない
  • 電子レンジは,ドアが完全に閉まらないと起動しない
  • 自動車は、ギアがパーキングに入っていないとエンジンをかけられない

ウ フォールトアボイダンス

エ フォールトトレランス

平成31年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13

 冗長構成におけるデュアルシステムの説明として,適切なものはどれか。

ア 2系統のシステムで並列処理をすることによって性能を上げる方式である。

イ 2系統のシステムの負荷が均等になるように,処理を分散する方式である。

ウ 現用系と待機系の2系統のシステムで構成され,現用系に障害が生じたときに,待機系が処理を受け継ぐ方式である。

エ 一つの処理を2系統のシステムで独立に行い,結果を照合する方式である。

【解答】

【解説】

■ デュアルシステム

同じ構成のシステムを二重化したシステムである。2系統ともに同じ処理を行い,処理結果を定期的に照合することで信頼性を高めている。一方のシステムに障害が発生した場合でも,処理を中断することなく,もう一方のシステムで処理を続けることができる。ただし,コストは高くなる。

「平成31年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13」の解答_画像

ア 並列処理システム

イ 負荷分散システム

ウ デュプレックスシステム

平成29年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13

平成24年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問14

 デュアルシステムの説明として,最も適切なものはどれか。

ア 同じ処理を行うシステムを二重に用意し,処理結果を照合することで処理の正しさを確認する。どちらかのシステムに障害が発生した場合は,縮退運転によって処理を継続する。

イ オンライン処理を行う現用系と,バッチ処理などを行いながら待機させる待機系を用意し,現用系に障害が発生した場合は待機系に切り替え,オンライン処理を続行する。

ウ 待機系に現用系のオンライン処理プログラムをロードして待機させておき,現用系に障害が発生した場合は,即時に待機系に切り替えて処理を続行する。

エ プロセッサ,メモリ,チャネル,電源系などを二重に用意しておき,それぞれの装置で片方に障害が発生した場合でも,処理を継続する。

【解答】

【解説】

■ デュアルシステム

同じ構成のシステムを二重化したシステムである。2系統ともに同じ処理を行い,処理結果を定期的に照合することで信頼性を高めている。一方のシステムに障害が発生した場合でも,処理を中断することなく,もう一方のシステムで処理を続けることができる。ただし,コストは高くなる。

「平成31年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13」の解答_画像

ア デュプレックスシステム

イ ホットスタンバイ

ウ フォールトトレラントシステム

平成30年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14

 コンピュータを2台用意しておき,現用系が故障したときは,現用系と同一のオンライン処理プログラムをあらかじめ起動して待機している待機系のコンピュータに速やかに切り替えて,処理を続行するシステムはどれか。

ア コールドスタンバイシステムイ ホットスタンバイシステム
ウ マルチプロセッサシステムエ マルチユーザシステム

【解答】

【解説】

■ デュプレックスシステム

主系(現用系)と従系(待機系)の2系統で構成されたシステムである。主系のシステムでは,主に,中断することのできないオンライン処理などを実行し,従系のシステムでは,バッチ処理などを実行するか待機するかしておく。主系のシステムに障害が発生した場合は,従系のシステムに切り替えることで信頼性を高めることができる。主系と従系で異なる処理を並行して実行することができるので,デュアルシステムよりコストを抑えられる。

「平成30年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14」の解答_画像
ホットスタンバイ主系のシステムと従系のシステムを同じ状態で起動しておき,主系のシステムに障害が発生した場合は,自動的に従系のシステムに切り替える
ウォームスタンバイ従系のシステムはOSを起動(業務システムは起動しない)しておき,主系のシステムに障害が発生した場合は,従系のシステムに切り替えて業務システムを起動する
コールドスタンバイ従系のシステムは,他の処理をするか待機しておき,主系のシステムに障害が発生した場合は,(従系のシステムが他の処理を実行していた場合は,その処理を中断し)従系のシステムに切り替えて業務システムを起動する

平成21年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15

 ホットスタンバイ方式に関する記述のうち,適切なものはどれか。

ア 待機系は,現用系が動作しているかどうかを監視していて,現用系のダウンを検出すると現用系が行っていた処理を直ちに引き継ぐ。

イ 待機系は、現用系に入力されるジョブを監視していて,処理量の大きいジョブが入力されると現用系に代わってこれを実行する。

ウ 待機系は,現用系の負荷状態を監視していて,現用系のオーバロード(過負荷状態)を検出するとオーバロードした分の処理を引き受けて実行する。

エ 待機系も現用系と同時に同じ処理を実行していて,現用系がダウンしても待機系が処理を完了する。

【解答】

【解説】

■ デュプレックスシステム

主系(現用系)と従系(待機系)の2系統で構成されたシステムである。主系のシステムでは,主に,中断することのできないオンライン処理などを実行し,従系のシステムでは,バッチ処理などを実行するか待機するかしておく。主系のシステムに障害が発生した場合は,従系のシステムに切り替えることで信頼性を高めることができる。主系と従系で異なる処理を並行して実行することができるので,デュアルシステムよりコストを抑えられる。

「平成30年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14」の解答_画像
ホットスタンバイ主系のシステムと従系のシステムを同じ状態で起動しておき,主系のシステムに障害が発生した場合は,自動的に従系のシステムに切り替える
ウォームスタンバイ従系のシステムはOSを起動(業務システムは起動しない)しておき,主系のシステムに障害が発生した場合は,従系のシステムに切り替えて業務システムを起動する
コールドスタンバイ従系のシステムは,他の処理をするか待機しておき,主系のシステムに障害が発生した場合は,(従系のシステムが他の処理を実行していた場合は,その処理を中断し)従系のシステムに切り替えて業務システムを起動する

エ デュアルシステム

平成23年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15

 コールドスタンバイシステム,シンプレックスシステム,デュアルシステムを,システムの稼働率の高い順に並べたものはどれか。ここで,各システムを構成するコンピュータは同一であるものとする。

ア コールドスタンバイシステム,シンプレックスシステム,デュアルシステム

イ コールドスタンバイシステム,デュアルシステム,シンプレックスシステム

ウ シンプレックスシステム,コールドスタンバイシステム,デュアルシステム

エ デュアルシステム,コールドスタンバイシステム,シンプレックスシステム

【解答】

【解説】

・デュアルシステム ⇒ 完全2系統。障害発生時:停止なし

・コールドスタンバイシステム ⇒ 主系従系の2系統。障害発生時:システムを切り替える間は一時的に停止

・シンプレックスシステム ⇒ 1系統。障害発生時:停止

各システムの詳細は,下記【参考】を参照してください。

平成21年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問14

 クライアントサーバシステムの特徴として,適切なものはどれか。

ア クライアントとサーバが協調して,目的の処理を遂行する分散処理形態であり,サービスという概念で機能を分割し,サーバがサービスを提供する。

イ クライアントとサーバが協調しながら共通のデータ資源にアクセスするために,システム構成として密結合システムを採用している。

ウ クライアントは,多くのサーバからの要求に対して,互いに協調しながら同時にサービスを提供し,サーバからのクライアント資源へのアクセスを制御する。

エ サービスを提供するクライアント内に設置するデータベースも,規模に対応して柔軟に拡大することができる。

【解答】

【解説】

■ クライアントサーバーシステム

代表的な分散処理形態のシステムであり,サービスを要求するクライアントと,サービスを提供するサーバーで構成される。

「平成29年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問26」の解答_画像

※ サーバーは,ハードウェアとしてではなく,サービスを提供するプログラムとして割り当てられる。1台のコンピューターに複数のサーバーが存在したり,1台のコンピューターにクライアントとサーバーが存在することもある。

イ クライアントサーバーシステムのシステム構成は,疎結合型である。

平成22年度 基本情報技術者試験 春期 午前 14

 3層クライアントサーバシステムで,クライアント以外の2層をそれぞれ1台のサーバを使用して実装した場合のシステム構成として,適切なものはどれか。ここで,APはアプリケーションを,DBはデータベースを表す。

ア 「平成22年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14」の問題画像_選択肢_アイ 「平成22年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14」の問題画像_選択肢_イ
ウ 「平成22年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14」の問題画像_選択肢_ウエ 「平成22年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問14」の問題画像_選択肢_エ

【解答】

【解説】

■ 3層クライアントサーバーシステム

データベースを利用するシステムにおいて,次の3つの機能を,それぞれの層で表し構成したものである。

3データベース層データベースを管理する機能
2ファンクション層
(アプリケーション層)
データの加工や,処理をする機能
1プレゼンテーション層ユーザーインタフェース(GUIなど)を提供する機能
「平成27年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13」の解答_画像_01

3層クライアントサーバーシステムの場合,処理は,すべてサーバー側(アプリケーションサーバーとデータベースサーバー)で行う。クライアントにはサーバーから送られてきたHTMLなどから,その内容がWebブラウザに表示されるので入出力処理などを行う。このようにすることで,クライアントとサーバーの間のデータ転送量を抑えることができる。また,プログラムを修正する場合でも,サーバー側の対応だけで済むので保守も容易になる。

平成26年度 基本情報技術者試験 春期 午前 13

 データベース(DB)へのアクセスを行うブラウザからのリクエスト処理を,Webサーバが受信し解読した後に行う一連の実行処理の順序はどれか。ここで,Webサーバはリクエスト処理ごとにDBへの接続と切断を行うものとする。

〔実行処理〕

① DBの切断

② DBへのアクセス

③ DBへの接続

④ HTML文書の組立て

⑤ SQL文の組立て

⑥ ブラウザへの送信

ア ③,②,⑤,④,⑥,①イ ③,④,②,⑤,⑥,①
ウ ③,④,⑤,②,⑥,①エ ③,⑤,②,④,⑥,①

【解答】

【解説】

Webサーバーが行う処理の流れは,

HTTPリクエストの受信と解読

DBへの接続(③)

SQL文の組立て(⑤)

DBへのアクセス(問い合わせ)(②)

DBからの結果の受信

HTML文書の組立て(④)

HTTPレスポンスの送信(⑥)と,DBの切断(①)

となる。

平成27年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13

 2層クライアントサーバシステムと比較した3層クライアントサーバシステムの特徴として,適切なものはどれか。

ア クライアント側で業務処理専用のミドルウェアを採用しているので,業務処理の追加・変更などがしやすい。

イ クライアント側で業務処理を行い,サーバ側ではデータベース処理に特化できるので,ハードウェア構成の自由度も高く,拡張性に優れている。

ウ クライアント側の端末には,管理が容易で入出力のGUI処理だけを扱うシンクライアントを使用することができる。

エ クライアントとサーバ間でSQL文がやり取りされるので,データ伝送量をネットワークに合わせて最少化できる。

【解答】

【解説】

■ 3層クライアントサーバーシステム

データベースを利用するシステムにおいて,次の3つの機能を,それぞれの層で表し構成したものである。

3データベース層データベースを管理する機能
2ファンクション層
(アプリケーション層)
データの加工や,処理をする機能
1プレゼンテーション層ユーザーインタフェース(GUIなど)を提供する機能
「平成27年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13」の解答_画像_01

3層クライアントサーバーシステムの場合,処理は,すべてサーバー側(アプリケーションサーバーとデータベースサーバー)で行う。クライアントにはサーバーから送られてきたHTMLなどから,その内容がWebブラウザに表示されるので入出力処理などを行う。このようにすることで,クライアントとサーバーの間のデータ転送量を抑えることができる。また,プログラムを修正する場合でも,サーバー側の対応だけで済むので保守も容易になる。

■ 2層クライアントサーバーシステム

「平成27年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13」の解答_画像_02

2層クライアントサーバーシステムの場合は,各クライアントに専用アプリケーションを導入する必要がある。そのため,専用アプリケーションを修正する場合は,すべてのクライアントで作業しなければならない。また,データベースへアクセスする際も,データがそのまま送られるため,ネットワーク上のデータ量も増大する。

※ 上記の理由から,現在は,3層クライアントサーバーシステムが一般的となっている。

平成28年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13

平成24年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13

 3層クライアントサーバシステム構成で実現したWebシステムの特徴として,適切なものはどれか。

ア HTMLで記述されたプログラムをサーバ側で動作させ,クライアントソフトはその結果を画面に表示する。

イ 業務処理の変更のたびに,Webシステムを動作させるための業務処理用アプリケーションをクライアント端末に送付し,インストールする必要がある。

ウ 業務処理はサーバ側で実行し,クライアントソフトはHTMLの記述に従って,その結果を画面に表示する。

エ クライアント端末には,サーバ側からのHTTP要求を待ち受けるサービスを常駐させておく必要がある。

【解答】

【解説】

■ 3層クライアントサーバーシステム

データベースを利用するシステムにおいて,次の3つの機能を,それぞれの層で表し構成したものである。

3データベース層データベースを管理する機能
2ファンクション層
(アプリケーション層)
データの加工や,処理をする機能
1プレゼンテーション層ユーザーインタフェース(GUIなど)を提供する機能
「平成27年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13」の解答_画像_01

3層クライアントサーバーシステムの場合,処理は,すべてサーバー側(アプリケーションサーバーとデータベースサーバー)で行う。クライアントにはサーバーから送られてきたHTMLなどから,その内容がWebブラウザに表示されるので入出力処理などを行う。このようにすることで,クライアントとサーバーの間のデータ転送量を抑えることができる。また,プログラムを修正する場合でも,サーバー側の対応だけで済むので保守も容易になる。

平成29年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問26

平成25年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問28

 クライアントサーバシステムにおいて,利用頻度が高い命令群をあらかじめサーバ上のDBMSに格納しておくことによって,クライアントサーバ間のネットワーク負荷を軽減する仕組みはどれか。

ア 2相コミットメント

イ グループコミットメント

ウ サーバプロセスのマルチスレッド化

エ ストアドプロシージャ

【解答】

【解説】

■ クライアントサーバーシステム

代表的な分散処理形態のシステムであり,サービスを要求するクライアントと,サービスを提供するサーバーで構成される。

「平成29年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問26」の解答_画像

※ サーバーは,ハードウェアとしてではなく,サービスを提供するプログラムとして割り当てられる。1台のコンピューターに複数のサーバーが存在したり,1台のコンピューターにクライアントとサーバーが存在することもある。

■ ストアドプロシージャ

利用頻度の高い処理や,連続する複数の処理をひとつにまとめたプログラムのことをいう。ストアドプロシージャは,データベース管理システム(DBMS)に保存され,外部から利用する場合は,プロシージャ名を指定し実行する。

利点

  • データベースサーバーに対して,SQL文を発行する必要がない
  • 事前にSQL文の構文解析などが済んだ状態で準備されているため高速に実行できる
  • ネットワークの負荷などを減らすことができる

平成21年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問31

 データベースサーバを利用したクライアントサーバシステムにおいて,大量のSQL文が発生することによってクライアントとサーバ間の通信負荷が問題となった。このときの解決策として,適切なものはどれか。

ア インデックスの見直しイ ストアドプロシージャ機能の利用
ウ データベースの再編成エ 動的SQLの利用

【解答】

【解説】

■ クライアントサーバーシステム

代表的な分散処理形態のシステムであり,サービスを要求するクライアントと,サービスを提供するサーバーで構成される。

「平成29年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問26」の解答_画像

※ サーバーは,ハードウェアとしてではなく,サービスを提供するプログラムとして割り当てられる。1台のコンピューターに複数のサーバーが存在したり,1台のコンピューターにクライアントとサーバーが存在することもある。

■ ストアドプロシージャ

利用頻度の高い処理や,連続する複数の処理をひとつにまとめたプログラムのことをいう。ストアドプロシージャは,データベース管理システム(DBMS)に保存され,外部から利用する場合は,プロシージャ名を指定し実行する。

利点

  • データベースサーバーに対して,SQL文を発行する必要がない
  • 事前にSQL文の構文解析などが済んだ状態で準備されているため高速に実行できる
  • ネットワークの負荷などを減らすことができる

平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問27

 クライアントサーバシステムにおいて,クライアント側からストアドプロシージャを利用したときの利点として,適切なものはどれか。

ア クライアントとサーバの間の通信量を削減できる。

イ サーバ内でのデータベースファイルへのアクセス量を削減できる。

ウ サーバのメモリ使用量を削減できる。

エ データベースファイルの格納領域を削減できる。

【解答】

【解説】

■ クライアントサーバーシステム

代表的な分散処理形態のシステムであり,サービスを要求するクライアントと,サービスを提供するサーバーで構成される。

「平成29年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問26」の解答_画像

※ サーバーは,ハードウェアとしてではなく,サービスを提供するプログラムとして割り当てられる。1台のコンピューターに複数のサーバーが存在したり,1台のコンピューターにクライアントとサーバーが存在することもある。

■ ストアドプロシージャ

利用頻度の高い処理や,連続する複数の処理をひとつにまとめたプログラムのことをいう。ストアドプロシージャは,データベース管理システム(DBMS)に保存され,外部から利用する場合は,プロシージャ名を指定し実行する。

利点

  • データベースサーバーに対して,SQL文を発行する必要がない
  • 事前にSQL文の構文解析などが済んだ状態で準備されているため高速に実行できる
  • ネットワークの負荷などを減らすことができる

平成23年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問16

 シンクライアントシステムの特徴として,適切なものはどれか。

ア GPSを装備した携帯電話を端末にしたシステムであり,データエントリや表示以外に,利用者の所在地をシステムで把握できる。

イ 業務用のデータを格納したUSBメモリを接続するだけで,必要な業務処理がサーバ側で自動的に起動されるなど,データ利用を中心とした業務システムを簡単に構築することができる。

ウ クライアントに外部記憶装置がないシステムでは,サーバを防御することによって,ウイルスなどの脅威にさらされるリスクを低減することができる。

エ 周辺装置のインタフェースを全てUSBに限定したクライアントを利用することによって,最新の周辺機器がいつでも接続可能となるなど,システムの拡張性に優れている。

【解答】

【解説】

■ シンクライアント

ユーザーが操作するクライアントに必要最低限の機能だけを持たせたものをいう。外部記憶装置を持たないので,情報漏洩やウイルス感染のリスクを低減できる。

平成30年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13

 Webシステムにおいて,Webサーバとアプリケーション(AP)サーバを異なる物理サーバに配置する場合のメリットとして,適切なものはどれか。

ア Webサーバにクライアントの実行環境が実装されているので,リクエストのたびにクライアントとAPサーバの間で画面データをやり取りする必要がなく,データ通信量が少なくて済む。

イ Webブラウザの文字コード体系とAPサーバの文字コード体系の違いをWebサーバが吸収するので,文字化けが発生しない。

ウ データへのアクセスを伴う業務ロジックは,Webサーバのプログラムに配置されているので,業務ロジックの変更に伴って,APサーバのプログラムを変更する必要がない。

エ 負荷が軽い静的コンテンツへのリクエストはWebサーバで処理し,負荷が重い動的コンテンツへのリクエストはAPサーバで処理するように,クライアントからのリクエストの種類に応じて処理を分担できる。

【解答】

【解説】

■ Webシステム

Webシステムとは,Webの技術を用いて構成したシステムをいう。

■ Web3層構造

Web3層構造とは,Webシステムのサーバー側の構成を3つの層(Webサーバー,AP(アプリケーション)サーバー,DB(データベース)サーバー)に分け,それぞれを専用のソフトウェアで実装する方式をいう。

「平成30年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問13」の解答_画像

■ 主なサーバーソフトウェア

WebサーバーソフトウェアApache,Nginxなど
APサーバーソフトウェアApache Tomcat,WebLogic Serverなど
DBサーバーソフトウェアMySQL,Oracle Databese,SQL serverなど

■ 開発に使用する主な言語

APサーバーJava,PHP,Ruby,Pythonなど
クライアントHTML,CSS,JacaScript

イ 文字コードの違いは,APサーバーで吸収する

平成28年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問14

 ロードバランサを使用した負荷分散クラスタ構成と比較した場合の,ホットスタンバイ形式によるHA(High Availability)クラスタ構成の特徴はどれか。

ア 稼働している複数のサーバ間で処理の整合性を取らなければならないので,データベースを共有する必要がある。

イ 障害が発生すると稼働中の他のサーバに処理を分散させるので,稼働中のサーバの負荷が高くなり,スループットが低下する。

ウ 処理を均等にサーバに分散できるので,サーバマシンが有効に活用でき,将来の処理量の増大に対して拡張性が確保できる。

エ 待機系サーバとして同一仕様のサーバが必要になるが,障害発生時には待機系サーバに処理を引き継ぐので,障害が発生してもスループットを維持することができる。

【解答】

【解説】

■ クラスタリングシステム

複数のコンピューターを組み合わせて,1台のコンピューターのように動作させるシステムである。

■ HPCクラスタ(High Performance Computing cluster)

多数のコンピューターを組み合わせて並列処理を行わせることで,1台の高性能のコンピューターのように動作させる方式である。

※ スーパーコンピューターを構成する方法の一つ

※ 障害が発生した場合は,当該コンピューターを切り離して,残りのコンピューターで稼働を続ける(フェイルソフト)

■ HAクラスタ(High Availability cluster)
複数のコンピューターを用意して,可用性を高める方式である。

※ 障害が発生したコンピューターを,システムを運用したまま交換することができる(ホットスタンバイ)

■ 負荷分散クラスタ
すべてのコンピューターを同時に稼働させ,処理を分散させる方式である。

※ 障害が発生した場合は,当該コンピューターを切り離して,残りのコンピューターで稼働を続ける(フェイルソフト)

ア,イ,ウ 負荷分散クラスタ構成の特徴

令和5年度 基本情報技術者試験 公開問題 科目A 問4

 エッジコンピューティングの説明として,最も適切なものはどれか。

ア 画面生成やデータ処理をクライアント側で実行することによって,Webアプリケーションソフトウェアの操作性や表現力を高めること

イ データが送信されてきたときだけ必要なサーバを立ち上げて,処理が終わり次第サーバを停止してリソースを解放すること

ウ 複数のサーバやPCを仮想化して統合することによって一つの高性能なコンピュータを作り上げ,並列処理によって処理能力を高めること

エ 利用者や機器に取り付けられたセンサなどのデータ発生源に近い場所にあるサーバなどでデータを一次処理し,処理のリアルタイム性を高めること

【解答】

【解説】

■ エッジコンピューティング

サーバーを端末の近くに分散配置することで,処理の遅延やネットワークの負荷を低減する手法のことをいう。

※ 高いリアルタイム性が要求される場合に適している

ア リッチクライアント

ウ グリッドコンピューティング

【参考】

平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11

平成21年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問12

 図に示すように,データを細分化して複数台の磁気ディスクに格納することを何と呼ぶか。ここで,b0~b15はデータがビットごとにデータディスクに格納される順番を示す。

「平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11」の問題画像
ア ストライピングイ ディスクキャッシュ
ウ ブロック化エ ミラーリング

【解答】

【解説】

■ RAID(Redundant Array of Independent (Inexpensive) Disk)

複数の磁気ディスク装置を,1台の仮想的な装置として利用できるようにする技術である。システムの信頼性を高めたり,高速化することができる。

■ RAIDの技術

● ストライピング

データをビット単位やバイト単位,ブロック単位に分割したものを,複数の磁気ディスク装置に振り分けて管理する方式のことをいう。複数の磁気ディスク装置に同時にアクセスするので,高速に読み書きすることができる。

● ミラーリング

同じデータを複数の磁気ディスク装置に書き込むことをいう。

● パリティチェック

データにエラーがあるのかをチェックすることをいう。

RAIDの場合は,パリティデータ(冗長コード)を障害発生時に使用する。たとえば,RAID5の場合,1台の磁気ディスク装置が故障した場合でも,残りの磁気ディスク装置とパリティデータを使用して復元することができる。

平成28年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問12

 データを分散して複数の磁気ディスクに書き込むことによって,データ入出力の高速化を図る方式はどれか。

ア ストライピングイ スワッピング
ウ ディスクキャッシュエ ミラーリング

【解答】

【解説】

■ RAID(Redundant Array of Independent (Inexpensive) Disk)

複数の磁気ディスク装置を,1台の仮想的な装置として利用できるようにする技術である。システムの信頼性を高めたり,高速化することができる。

■ RAIDの技術

● ストライピング

データをビット単位やバイト単位,ブロック単位に分割したものを,複数の磁気ディスク装置に振り分けて管理する方式のことをいう。複数の磁気ディスク装置に同時にアクセスするので,高速に読み書きすることができる。

● ミラーリング

同じデータを複数の磁気ディスク装置に書き込むことをいう。

● パリティチェック

データにエラーがあるのかをチェックすることをいう。

RAIDの場合は,パリティデータ(冗長コード)を障害発生時に使用する。たとえば,RAID5の場合,1台の磁気ディスク装置が故障した場合でも,残りの磁気ディスク装置とパリティデータを使用して復元することができる。

平成24年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問11

 並列にアクセス可能な複数台の磁気ディスクに,各ファイルのデータを一定サイズのブロックに分割して分散配置し,ファイルアクセスの高速化を図る手法はどれか。

ア ディスクアットワンスイ ディスクキャッシュ
ウ ディスクストライピングエ ディスクミラーリング

【解答】

【解説】

■ RAID(Redundant Array of Independent (Inexpensive) Disk)

複数の磁気ディスク装置を,1台の仮想的な装置として利用できるようにする技術である。システムの信頼性を高めたり,高速化することができる。

■ RAIDの技術

● ストライピング

データをビット単位やバイト単位,ブロック単位に分割したものを,複数の磁気ディスク装置に振り分けて管理する方式のことをいう。複数の磁気ディスク装置に同時にアクセスするので,高速に読み書きすることができる。

● ミラーリング

同じデータを複数の磁気ディスク装置に書き込むことをいう。

● パリティチェック

データにエラーがあるのかをチェックすることをいう。

RAIDの場合は,パリティデータ(冗長コード)を障害発生時に使用する。たとえば,RAID5の場合,1台の磁気ディスク装置が故障した場合でも,残りの磁気ディスク装置とパリティデータを使用して復元することができる。

平成21年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問13

 RAID 1~5の各構成は,何に基づいて区別されるか。

ア 構成する磁気ディスク装置のアクセス性能

イ コンピュータ本体とのインタフェースの違い

ウ データ及び冗長ビットの記録方法と記録位置の組合せ

エ 保証する信頼性のMTBF値

【解答】

【解説】

※RAIDについては,下記【参考】を参照。

平成29年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11

 4Tバイトのデータを格納できるようにRAID1の外部記憶装置を構成するとき,フォーマット後の記憶容量が1Tバイトの磁気記憶装置は少なくとも何台必要か。

ア 4イ 5ウ 6エ 8

【解答】

【解説】

RAID1では,ミラーリングにより,複数の磁気記憶装置に同じデータを保存するため,4Tバイトのデータを格納するには,

8Tバイト

分の磁気記憶装置が必要になる。よって,記憶容量が1Tバイトの磁気ディスク装置は,

8台

必要である。

■ RAID1

ミラーリングにより,複数の磁気ディスク装置に同じデータを保存する。そのため,障害に強い。しかし,使用効率は低い。

「令和元年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15」の解答_画像

令和元年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15

 RAIDの分類において,ミラーリングを用いることで信頼性を高め,障害発生時には冗長ディスクを用いてデータ復元を行う方式はどれか。

ア RAID1イ RAID2ウ RAID3エ RAID4

【解答】

【解説】

■ RAID1

ミラーリングにより,複数の磁気ディスク装置に同じデータを保存する。そのため,障害に強い。しかし,使用効率は低い。

「令和元年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15」の解答_画像

平成29年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問12

 RAID5の記録方式に関する記述のうち,適切なものはどれか。

ア 複数の磁気ディスクに分散してバイト単位でデータを書き込み,さらに,1台の磁気ディスクにパリティを書き込む。

イ 複数の磁気ディスクに分散してビット単位でデータを書き込み,さらに,複数の磁気ディスクにエラー訂正符号(ECC)を書き込む。

ウ 複数の磁気ディスクに分散してブロック単位でデータを書き込み,さらに,複数の磁気ディスクに分散してパリティを書き込む。

エ ミラーディスクを構成するために,磁気ディスク2台に同じ内容を書き込む。

【解答】

【解説】

■ RAID5

ストライピングとパリティチェックにより,高速化・大容量化ができ,障害にも強い。RAID5では,データとパリティデータを分散配置する。また,データはブロック単位で扱う。

「平成29年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問12」の解答_画像

ア RAID3

イ RAID2

エ RAID1

平成22年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 15

 NAS(Network Attached Storage)の構成図として適切なものはどれか。ここで,図の はストレージの管理専用のファイルシステムを,二重線はストレージアクセス用のプロトコルを使用する専用ネットワークを意味するものとする。

ア 「平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11」の問題画像_選択肢_アイ 「平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11」の問題画像_選択肢_イ
ウ 「平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11」の問題画像_選択肢_ウエ 「平成27年度 基本情報技術者試験 春期 午前 問11」の問題画像_選択肢_エ

【解答】

【解説】

■ NAS(Network Attached Storage)

OSやストレージ,ネットワーク接続装置などで構成されるファイルサーバー専用の装置をネットワークに接続したものをいう。利用者は,ファイル共有プロトコル(NFSやCIFSなど)を使用し,ファイルを共有したりする。

「平成22年度 基本情報技術者試験 秋期 午前 問15」の解答_画像

まとめ

 今回は,情報処理技術者試験の過去問(システム構成要素-システム構成)を集めて,シンプルにまとめてみました。みなさん,どのくらい解けましたか?はじめは難しく感じると思いますが,繰り返し解くことにより,少しずつ理解できるようになると思います(8割以上(できれば9割以上)解けるようになるまで頑張りましょう)。また,解けるようになっても時間が経つと忘れることもありますので,たとえば,1週間後とか,1か月後とかに,また,やってみてください。