テクノロジ系システム構成要素出題頻度 ★★

システム構成(クライアントサーバ等)

コンピュータの組み合わせ方を、レストランの客と厨房の例えで図解。集中処理と分散処理、クライアントサーバとピアツーピア、シンクライアント、デュアルシステムとデュプレックスシステム、バッチ処理などの違いを比較表で整理し、用語問題に迷わなくなります。

この単元の用語:集中処理 / 分散処理 / クライアントサーバシステム / ピアツーピア / シンクライアント / 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 / バッチ処理 / リアルタイム処理

会社のシステムって、パソコンが1台で動いているわけじゃないんですよね?

そう、たいていは何台ものコンピュータを組み合わせているんだ。レストランの「お客さん」と「厨房」をイメージするとわかりやすいよ。どう組み合わせるかで、速さや壊れにくさが変わるんだ。

集中処理と分散処理

まず、処理を 1か所でまとめて行うか、複数に分けて行うか という分け方があります。

集中処理分散処理
仕組み1台の大型コンピュータ(ホストコンピュータ)がすべて処理複数のコンピュータが処理を分担
長所管理やセキュリティ対策がしやすい1台が止まっても全体は止まりにくい。拡張しやすい
短所中心のコンピュータが止まると全体が止まる管理が複雑になりやすい
例え大きな厨房1つで全店分を調理各店舗にそれぞれ厨房がある

クライアントサーバとピアツーピア

分散処理の代表的な形が クライアントサーバシステム です。

  • サーバ:サービスを提供する側(厨房)。Webページ、ファイル、データベースなどを提供する
  • クライアント:サービスを依頼して受け取る側(お客さん)。パソコンやスマートフォンなど

これに対して、サーバを置かずに 対等な端末同士が直接やり取りする 形を ピアツーピア(P2P)といいます。

クライアントサーバ 🖥️ サーバ クライアント クライアント クライアント クライアントが依頼し、サーバが応える ピアツーピア PC PC PC PC 対等な端末同士が直接やり取り
クライアントサーバは役割が分かれている。ピアツーピアは全員が対等

3層クライアントサーバシステム

Webシステムなどでは、処理を次の3つの層に分けて考えることがあります。役割ごとに分けておくと、一部だけを変更しやすくなります。

層役割レストランの例え
プレゼンテーション層画面の表示と入力の受付注文を受ける接客係
ファンクション層(アプリケーション層)業務の処理・計算料理を作る調理係
データ層データベースへの読み書き食材を管理する倉庫係

シンクライアント

シンクライアント(thin=薄い)は、利用者の端末には 画面表示や入力など最小限の機能だけ を持たせ、アプリケーションやデータは サーバ側で管理 する方式です。端末にデータが残らないので、ノートパソコンを紛失しても情報漏えいのリスクが小さい という利点があります。

止まらないための構成

銀行のATMのように止まると困るシステムでは、コンピュータを2組用意して備えます。代表的な構成が2つあり、違いがよく問われます。

デュアルシステム A:処理中 B:処理中 照合 2組が同じ処理を同時に行い 結果を照合する デュプレックスシステム 主系:処理中 待機系:待機 障害時に切り替え ふだんは主系だけが処理し 障害時に待機系が引き継ぐ
デュアルは「2人で同じ計算をして答え合わせ」、デュプレックスは「正選手と控え選手」
デュアルシステムデュプレックスシステム
ふだんの動き2組が同時に同じ処理主系だけ が処理、待機系は待つ
特徴結果を照合するので誤りに気づける。障害時もすぐ継続デュアルより低コスト。切替えに時間がかかることがある
例え2人で同じ計算をして答え合わせ正選手と控え選手

デュプレックスシステムの待機系の待たせ方には、次の2種類があります。

  • ホットスタンバイ:待機系を起動した状態で待たせておく。すぐに切り替えられる
  • コールドスタンバイ:待機系を停止させておく(または別の処理に使っておく)。障害時に起動・準備するので 切替えに時間がかかる

デュアル(dual)=「2つ同時に」、デュプレックス(duplex)=「主と予備の2重」。ホットは「エンジンをかけたまま待機」、コールドは「エンジンを切って待機」と覚えよう。

処理のタイミングによる分類

処理方式内容例
バッチ処理データをためておき、まとめて一括処理月末の給与計算、夜間の集計
リアルタイム処理データが発生したらすぐに処理座席予約、銀行のATM
対話型処理利用者が画面とやり取りしながら進めるネットショッピングの注文画面

給与計算は毎日じゃなくて、月に1回まとめて計算するからバッチ処理なんですね。

そのとおり。逆に、座席予約は「今その席が空いているか」がすぐに反映されないと二重予約になるから、リアルタイム処理が必要なんだ。

試験に出るポイント

  • 集中処理 は1台で処理、分散処理 は複数台で分担
  • クライアントサーバ:サーバがサービスを提供し、クライアントが依頼する。ピアツーピア は対等な端末同士
  • シンクライアント:端末は最小限の機能だけ。データはサーバ側にあり、紛失時の情報漏えい対策になる
  • デュアルシステム:2組で同じ処理を同時に行い照合。デュプレックスシステム:主系と待機系
  • ホットスタンバイ は待機系を起動して待つ(切替えが速い)、コールドスタンバイ は停止して待つ
  • バッチ処理 はまとめて一括、リアルタイム処理 は即時処理

確認クイズ

選択肢をタップすると、すぐに正解と解説が表示されます。

Q1デュアルシステムの説明として、適切なものはどれか。

Q2利用者が使う端末には必要最小限の機能だけを持たせ、アプリケーションやデータはサーバ側で管理する方式はどれか。

Q3デュプレックスシステムにおいて、待機系をいつでも処理を引き継げる状態で起動しておき、障害時に短時間で切り替える方式はどれか。

Q4給与計算のように、一定期間分のデータをためておき、まとめて一括処理する方式はどれか。