ぽん之助
この記事を書いているぽん之助と申します。
IT資格を20個以上取得し、ブラック⇒ホワイト企業へ転職しました。
この記事では、『43.システム構成』を理解しましょう！
ITパスポート試験｜43.システム構成
【この記事の目標】システム構成
システム構成の基本的な特徴を理解する。
システム構成の基本的な特徴を理解する。
この目標を達成するために、『用語解説編』で必要な知識をインプットし、ITパスポート試験の出題を分析した『過去問解説編』で試験対策が可能です。
『用語解説編』 と『過去問解説編』を両方使いながら、インプット・アウトプットを並行した勉強をおすすめします。
【この記事の内容】システムの構成
１．処理形態
・集中処理
・分散処理
・バッチ処理
・リアルタイム処理
・対話型処理
２．システム構成
・デュアルシステム
・デュプレックスシステム
・クライアントサーバーシステム
・ピアツーピアシステム
・シンクライアントシステム
・サーバー仮想化
・スタンドアロン
・グリッドコンピューティング
３．ストレージ構成
・オンラインストレージ
・NAS
・RAID
１．処理形態
・集中処理
・分散処理
・バッチ処理
・リアルタイム処理
・対話型処理
２．システム構成
・デュアルシステム
・デュプレックスシステム
・クライアントサーバーシステム
・ピアツーピアシステム
・シンクライアントシステム
・サーバー仮想化
・スタンドアロン
・グリッドコンピューティング
３．ストレージ構成
・オンラインストレージ
・NAS
・RAID
【用語解説①】処理形態
ITパスポート試験の過去問で出題されている処理形態を5つ解説していきます。
［ココだけ！］処理形態
・集中処理/分散処理
処理をするコンピュータの台数の違い
・バッチ処理/リアルタイム処理/対話型処理
処理のタイミングとやり方の違い
・集中処理/分散処理
処理をするコンピュータの台数の違い
・バッチ処理/リアルタイム処理/対話型処理
処理のタイミングとやり方の違い
集中処理/分散処理
［ココだけ！］ 集中処理/分散処理
・集中処理
１台のコンピュータで処理する形態
・分散処理
複数台のコンピュータで処理する形態
分散の仕方で複数の処理が存在
［処理の関係性］
－水平：主従関係のない（独立）処理を分散
－垂直：主従関係のある（順序）処理を分散
［分散の対象］
－負荷：処理の負荷を分散
－機能：処理の機能で分散
・集中処理
１台のコンピュータで処理する形態
・分散処理
複数台のコンピュータで処理する形態
分散の仕方で複数の処理が存在
［処理の関係性］
－水平：主従関係のない（独立）処理を分散
－垂直：主従関係のある（順序）処理を分散
［分散の対象］
－負荷：処理の負荷を分散
－機能：処理の機能で分散
処理は、コンピュータが『1台＝集中処理』か『複数台＝分散処理』に分かれます。
さらに分散処理は、処理に主従関係が『ない＝水平』か『ある＝垂直』と、その分散の対象で『負荷』か『機能』に分かれます。
●分散処理の種類
・水平負荷分散
・水平機能分散
・垂直機能分散
※負荷には主従関係はないので、垂直負荷分散は存在しない。
・水平負荷分散
・水平機能分散
・垂直機能分散
※負荷には主従関係はないので、垂直負荷分散は存在しない。
［具体的に理解！］分散処理
●水平：主従関係のない（独立）処理を分散
『①メール、②プリント、③データ処理』の主従関係（独立）した処理を考えます。
・水平負荷分散：同じ処理を分散する。
CP1：①メール、②プリント、③データ処理
CP2：①メール、②プリント、③データ処理
CP2：①メール、②プリント、③データ処理
・水平機能分散：機能毎に処理を分散する。
CP1：①メール
CP2：②プリント
CP3：③データ処理
●垂直：主従関係のある（順序）処理を分散
データの『①収集⇒②分析⇒③グラフ化』の主従関係（順序）のある処理で考えます。
・垂直機能分散：機能毎に処理を分散する
CP1：①収集
CP2：②分析
CP3：③グラフ化
●水平：主従関係のない（独立）処理を分散
『①メール、②プリント、③データ処理』の主従関係（独立）した処理を考えます。
・水平負荷分散：同じ処理を分散する。
CP1：①メール、②プリント、③データ処理
CP2：①メール、②プリント、③データ処理
CP2：①メール、②プリント、③データ処理
・水平機能分散：機能毎に処理を分散する。
CP1：①メール
CP2：②プリント
CP3：③データ処理
●垂直：主従関係のある（順序）処理を分散
データの『①収集⇒②分析⇒③グラフ化』の主従関係（順序）のある処理で考えます。
・垂直機能分散：機能毎に処理を分散する
CP1：①収集
CP2：②分析
CP3：③グラフ化
バッチ処理/リアルタイム処理/対話型処理
［ココだけ！］バッチ処理/リアルタイム処理/対話型処理
・バッチ処理
一定期間又は一定量のデータを一括で処理
・リアルタイム処理
データの処理要求があれば即座に処理
・対話型処理
コンピュータが利用者に入力を要求し、処理を進める
・バッチ処理
一定期間又は一定量のデータを一括で処理
・リアルタイム処理
データの処理要求があれば即座に処理
・対話型処理
コンピュータが利用者に入力を要求し、処理を進める
【用語解説②】システム構成
ITパスポート試験の過去問で出題されているシステム構成を9つ解説していきます。
［ココだけ！］システム構成
・デュアルシステム/デュプレックスシステム
2台のコンピュータの役割の違い
・クライアントサーバーシステム/ピアツーピアシステム
クライアントとサーバーが『分かれる』『分かれない』の違い
・シンクライアントシステム/サーバー仮想化
クライアント側かサーバー側が仮想化されるかの違い
・スタンドアロン/グリッドコンピューティング/スーパコンピュータ
NWに接続しない、NWに接続・複数台連携して高性能、1台で高性能
・デュアルシステム/デュプレックスシステム
2台のコンピュータの役割の違い
・クライアントサーバーシステム/ピアツーピアシステム
クライアントとサーバーが『分かれる』『分かれない』の違い
・シンクライアントシステム/サーバー仮想化
クライアント側かサーバー側が仮想化されるかの違い
・スタンドアロン/グリッドコンピューティング/スーパコンピュータ
NWに接続しない、NWに接続・複数台連携して高性能、1台で高性能
クライアントサーバシステム/ピアツーピアシステム
［ココだけ！］クライアントサーバシステム/ピアツーピアシステム
・クライアントサーバシステム
サービスを受ける『クライアント』と、サービスを提供する『サーバ』に分かれる構成
・ピアツーピアシステム（P2P）
『クライアント』と『サーバ』の分かれない構成、コンピュータは対等な関係をもつ
※Peer:仲間
・クライアントサーバシステム
サービスを受ける『クライアント』と、サービスを提供する『サーバ』に分かれる構成
・ピアツーピアシステム（P2P）
『クライアント』と『サーバ』の分かれない構成、コンピュータは対等な関係をもつ
※Peer:仲間
［具体的に理解！］クライアントサーバシステム
例.Amazonで商品を購入する
利用者→Webブラウザ（クライアント）⇔Amazonサーバ（サーバ）
例.Amazonで商品を購入する
利用者→Webブラウザ（クライアント）⇔Amazonサーバ（サーバ）
［具体的に理解！］ピアツーピアシステム
例.LINEで画像を共有する
利用者→LINE⇔画像共有⇔LINE←利用者
※LINEの画像は、大規模なLINEサーバなどを介さず、利用者同士で共有されます。
例.LINEで画像を共有する
利用者→LINE⇔画像共有⇔LINE←利用者
※LINEの画像は、大規模なLINEサーバなどを介さず、利用者同士で共有されます。
デュアルシステム/デュプレックスシステム
［ココだけ！］デュアルシステム/デュプレックスシステム
・デュアルシステム
２台のコンピュータで同じ処理をするシステム
－高信頼性：2つの結果を照合し進める
－耐故障性：片方が故障しても処理を続行
・デュプレックスシステム
２台のコンピュータで現用系（実際に処理）と予備系（待機）があるシステム
ー耐故障性：障害時は予備系に切り替える
［予備系の状態］
・ホットスタンバイ
予備系は起動、現用系の障害時に処理を引き継ぐ
・コールドスタンバイ
予備系は電源を切った状態、現用系の障害時には再起動し処理を引き継ぐ
・デュアルシステム
２台のコンピュータで同じ処理をするシステム
－高信頼性：2つの結果を照合し進める
－耐故障性：片方が故障しても処理を続行
・デュプレックスシステム
２台のコンピュータで現用系（実際に処理）と予備系（待機）があるシステム
ー耐故障性：障害時は予備系に切り替える
［予備系の状態］
・ホットスタンバイ
予備系は起動、現用系の障害時に処理を引き継ぐ
・コールドスタンバイ
予備系は電源を切った状態、現用系の障害時には再起動し処理を引き継ぐ
デュアルシステム、デュプレックスシステムともに障害時は、処理の中断が起こります。中断時間は次の順になります。ITパスポート試験でも問われるので、覚えておきましょう！
●障害時の処理中断時間
短い
・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）
・デュプレックスシステム（コールドスタンバイ）
長い
短い
・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）
・デュプレックスシステム（コールドスタンバイ）
長い
シンクライアントシステム/サーバ仮想化
［ココだけ！］シンクライアントシステム/サーバ仮想化
・シンクライアントシステム
利用者（クライアント）の端末は最小限の機能のみ、残りはサーバに接続し利用する
※Thin:薄い、少量な
・サーバ仮想化
1つのコンピュータ（物理サーバ）へ、仮想的に複数のコンピュータを実装する技術
ーライブマイグレーション
仮想化されたサーバの処理を停止せず、別のハードウェアに移行させる技術
※live：生きている
※migration：移行
・シンクライアントシステム
利用者（クライアント）の端末は最小限の機能のみ、残りはサーバに接続し利用する
※Thin:薄い、少量な
・サーバ仮想化
1つのコンピュータ（物理サーバ）へ、仮想的に複数のコンピュータを実装する技術
ーライブマイグレーション
仮想化されたサーバの処理を停止せず、別のハードウェアに移行させる技術
※live：生きている
※migration：移行
スタンドアロン/グリッドコンピューティング/スーパコンピュータ
［ココだけ！］バッチ処理/リアルタイム処理/対話型処理
・スタンドアロン
ネットワークや他機器に接続せず、独立して機能するシステム
※alone：一人で、孤独で
・グリッドコンピューティング
複数のコンピュータをネットワークで結び，一つの高性能コンピュータのように利用する技術
※grid:格子、網の目
・スーパコンピュータ
大量なプロセッサを搭載した1つのシステム
大規模な科学技術の計算などの計算を超高速に処理
・スタンドアロン
ネットワークや他機器に接続せず、独立して機能するシステム
※alone：一人で、孤独で
・グリッドコンピューティング
複数のコンピュータをネットワークで結び，一つの高性能コンピュータのように利用する技術
※grid:格子、網の目
・スーパコンピュータ
大量なプロセッサを搭載した1つのシステム
大規模な科学技術の計算などの計算を超高速に処理
【用語解説③】ストレージ構成
ITパスポート試験の過去問で出題されているストレージ構成を3つ解説していきます。
［ココだけ！］ストレージ構成
・オンラインストレージ/NAS
ストレージを『WAN』か『LAN』に接続するかの違い
・RAID
ハードディスクの高速性と耐故障性を高める技術
・オンラインストレージ/NAS
ストレージを『WAN』か『LAN』に接続するかの違い
・RAID
ハードディスクの高速性と耐故障性を高める技術
オンラインストレージ/NAS
［ココだけ！］オンラインストレージ/NAS
・オンラインストレージ
インターネット（WAN）に接続したストレージを利用者に貸し出すサービス
利用者はインターネット経由で、データを読み書きできる
ー例：Dropbox、Google Drive、OneDrive （Microsoft）など
・NAS（Network Attached Storage）
LANに接続したストレージ、複数のPCで共有可能（ファイルサーバ専用機）
［補足］LAN（Local Area Network）
室内や建物内などの限られた範囲（ローカル）のネットワークのこと
⇔WAN（Wide Area Network）
・オンラインストレージ
インターネット（WAN）に接続したストレージを利用者に貸し出すサービス
利用者はインターネット経由で、データを読み書きできる
ー例：Dropbox、Google Drive、OneDrive （Microsoft）など
・NAS（Network Attached Storage）
LANに接続したストレージ、複数のPCで共有可能（ファイルサーバ専用機）
［補足］LAN（Local Area Network）
室内や建物内などの限られた範囲（ローカル）のネットワークのこと
⇔WAN（Wide Area Network）
RAID（Redundant Arrays of Independent Disks）
［ココだけ！］RAID（Redundant Arrays of Independent Disks）
複数のハードディスクに分散してデータを書き込み、高速性や耐故障性を高める技術
複数のRAID方式が存在する。
［RAID方式］
ーRAID0：2台以上で高速性
ーRAID1：2台以上で耐故障性
―RAID5：3台以上で高速性と耐故障性
※Redundant：冗長な
※Independent：独立した
⇒独立したHDDの冗長構成
複数のハードディスクに分散してデータを書き込み、高速性や耐故障性を高める技術
複数のRAID方式が存在する。
［RAID方式］
ーRAID0：2台以上で高速性
ーRAID1：2台以上で耐故障性
―RAID5：3台以上で高速性と耐故障性
※Redundant：冗長な
※Independent：独立した
⇒独立したHDDの冗長構成
RAIDの方式については、ITパスポート試験で頻繁に出題されています。RAID0、RAID1、RAID5の違いを理解しましょう。
●RAID0、RAID1、RAID5
・RAID0（ストライピング）：高速化
２台以上のハードディスクに、１つのデータを分割し、並行して書き込む
・RAID1（ミラーリング）：耐故障性
２台以上のハードディスクに、同じデータを書き込む
ハードディスクの実質的な記憶容量は減る
ー例：2台でRAID1を設定した場合、全体の50％（1台分）が実質的な記憶容量
・RAID5：高速化・耐故障性
3台以上のハードディスクに、分割したデータと誤り訂正用の情報（パリティ情報）を分散して書き込む
・RAID0（ストライピング）：高速化
２台以上のハードディスクに、１つのデータを分割し、並行して書き込む
・RAID1（ミラーリング）：耐故障性
２台以上のハードディスクに、同じデータを書き込む
ハードディスクの実質的な記憶容量は減る
ー例：2台でRAID1を設定した場合、全体の50％（1台分）が実質的な記憶容量
・RAID5：高速化・耐故障性
3台以上のハードディスクに、分割したデータと誤り訂正用の情報（パリティ情報）を分散して書き込む
［具体的に理解！］パリティ情報
パリティ情報は、データの１の個数が『偶数のとき⇒0』、『奇数のとき⇒1』を付与します。
・次のデータにパリティ情報を付与する。
011⇒『1の個数』が偶数⇒010＋『0』
001⇒『1の個数』が奇数⇒010＋『1』
↓パリティ情報の付与
0110
0011
・このデータの列にもパリティ情報を付与する。
0110
0011
010–
・このデータが破損した場合（1行1列目が『０』⇒『１』に反転）を考えます。
1110
0011
010-
データと列・行のパリティ情報の関係性から、破損（1行1列目が『０』⇒『１』に反転）検出し、訂正することが可能です。
パリティ情報は、データの１の個数が『偶数のとき⇒0』、『奇数のとき⇒1』を付与します。
・次のデータにパリティ情報を付与する。
011⇒『1の個数』が偶数⇒010＋『0』
001⇒『1の個数』が奇数⇒010＋『1』
↓パリティ情報の付与
0110
0011
・このデータの列にもパリティ情報を付与する。
0110
0011
010–
・このデータが破損した場合（1行1列目が『０』⇒『１』に反転）を考えます。
1110
0011
010-
データと列・行のパリティ情報の関係性から、破損（1行1列目が『０』⇒『１』に反転）検出し、訂正することが可能です。
まとめ：システム構成要素
【この記事の目標】システム構成
システム構成の基本的な特徴を理解する。
システム構成の基本的な特徴を理解する。
お疲れ様でした！
この記事の目標が達成できたか、繰り返しになりますが内容をおさらいしましょう！
１．処理形態
・集中処理：1台のコンピュータで処理する形態
・分散処理：複数台のコンピュータで処理する形態
・バッチ処理：データを一括で処理
・リアルタイム処理：データを即座に処理
・対話型処理：コンピュータが利用者に入力を要求し、処理
２．システム構成
・クライアントサーバシステム：クライアントとサーバに分かれる
・ピアツーピアシステム：クライアントとサーバに分かれない
・デュアルシステム：２つのコンピュータで同じ処理
・デュプレックスシステム：２つのコンピュータで現用系と予備系
－ホットスタンバイ/コールドスタンバイ
・シンクライアントシステム：ユーザーの端末は必要最小限の機能、残りはサーバに接続し利用
・サーバ仮想化：1つのコンピュータで、仮想的に複数のコンピュータを実装
－ライブマイグレーション：仮想化されたサーバを停止せず、別の物理サーバへ移行させる
・スタンドアロン：NWや他機器に接続せず、独立したシステム
・グリッドコンピューティング：複数のコンピュータをNWで結び、一つの高性能コンピュータにする
・スーパコンピュータ：大量なプロセッサを搭載した1つのシステム
３．ストレージ構成
・オンラインストレージ：WANに接続したストレージを利用者に貸し出すサービス
・NAS：LANに接続し、複数のPCで共有可能なストレージ
・RAID:複数のハードディスクにより高速性や耐故障性を高める技術
－RAID0：2台以上で高速性
－RAID1：2台以上で耐故障性
－RAID5：3台以上で高速性と耐故障性（パリティ情報）
・集中処理：1台のコンピュータで処理する形態
・分散処理：複数台のコンピュータで処理する形態
・バッチ処理：データを一括で処理
・リアルタイム処理：データを即座に処理
・対話型処理：コンピュータが利用者に入力を要求し、処理
２．システム構成
・クライアントサーバシステム：クライアントとサーバに分かれる
・ピアツーピアシステム：クライアントとサーバに分かれない
・デュアルシステム：２つのコンピュータで同じ処理
・デュプレックスシステム：２つのコンピュータで現用系と予備系
－ホットスタンバイ/コールドスタンバイ
・シンクライアントシステム：ユーザーの端末は必要最小限の機能、残りはサーバに接続し利用
・サーバ仮想化：1つのコンピュータで、仮想的に複数のコンピュータを実装
－ライブマイグレーション：仮想化されたサーバを停止せず、別の物理サーバへ移行させる
・スタンドアロン：NWや他機器に接続せず、独立したシステム
・グリッドコンピューティング：複数のコンピュータをNWで結び、一つの高性能コンピュータにする
・スーパコンピュータ：大量なプロセッサを搭載した1つのシステム
３．ストレージ構成
・オンラインストレージ：WANに接続したストレージを利用者に貸し出すサービス
・NAS：LANに接続し、複数のPCで共有可能なストレージ
・RAID:複数のハードディスクにより高速性や耐故障性を高める技術
－RAID0：2台以上で高速性
－RAID1：2台以上で耐故障性
－RAID5：3台以上で高速性と耐故障性（パリティ情報）
『43.システム構成要素［過去問解説］』でアウトプットして確認する場合は、次の記事になります。
目標が達成できた方は、『44.システム評価指標の用語解説編 』に進みましょう！
（準備中）
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