令和7年度 秋期 午前 問2
基礎理論
M/M/1に関する問題
コンピュータによる伝票処理システムがある。このシステムは,伝票データをためる待ち行列をもち,M/M/1 の待ち行列モデルが適用できるものとする。平均待ち時間が T 秒以上となるのは,システムの利用率が少なくとも何%以上となったときか。ここで,伝票データをためる待ち行列の特徴は次のとおりである。
- 伝票データは,ポアソン分布に従って到着する。
- 伝票データをためる数に制限はない。
- 1 件の伝票データの処理時間は,平均 T 秒の指数分布に従う。
- ア33
- イ50
- ウ67
- エ80
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✓ これが正解イ50
解説
平均待ち時間の式に T を代入してρを解きます。
この設問は、M/M/1 の待ち行列モデルが当てはまるシステムで、平均待ち時間が処理時間の平均 T 秒以上に達する境目の利用率を尋ねています。ですから見分けの軸は、平均待ち時間を利用率と平均処理時間で表す式を用いて、その値が T 秒以上となる利用率を代数で解いたとき、境目がいくつになるかという一点だけです。M/M/1 の平均待ち時間は、利用率をρとし平均処理時間を T 秒とおくと、ρを 1 引くρで割ってから T を掛けた形で表せます。この値が T 以上であってほしいという条件を書き下すと、ρを 1 引くρで割った値が 1 以上であればよく、両辺を整理するとρが 0.5 以上であることが必要かつ十分であると分かります。ですから境目の利用率は 50 パーセントで、これより低ければ平均の待ちは T 秒に届かず、これより高くなると急に伸びていきます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア33:33 パーセントは、境目の条件をρを 1 引くρで割った値が 0.5 以上と誤って置いた場合に導かれる値です。平均待ち時間を処理時間の半分と取り違えた形で、設問が指定した T 秒以上という条件とは合致しません。
- ウ67:67 パーセントは、境目の条件をρを 1 引くρで割った値が 2 以上と誤って置いた場合に導かれる値です。平均待ち時間を 2 倍の 2T と読み替えた形になっており、設問が指定した T 秒以上という条件よりも厳しい要求になります。
- エ80:80 パーセントは、境目の条件をρを 1 引くρで割った値が 4 以上と誤って置いた場合に導かれる値です。平均待ち時間を 4T と大きく取り替えた形になり、設問が定めた T 秒以上という境目とは一致しません。
出典:令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問2
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