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EVE2(旧ベンタ)

2023年12月14日

メモリ 〜経営情報システム〜


 こんにちは!
 EVE2です。
CPU.jpg
 今年受験した中小企業診断士の試験と以前受験していたIPAの試験の整合性が取れていないようなっと、愚痴にも似た発言をしてしまいましたが、中小企業診断士の経営情報システムを学習をして、勉強になった点もあります。
 昨年のテキストにもきちんと書かれているのですが、去年は気づかなかったのですよね・・・。本当にさ〜っと勉強したせいだと思うのですが・・・。それは、メモリです。

[メモリの構成]
メモリ.png
 コンピュータのメモリは、左記の図の通り多様な種類で構成されています。最後の補助記憶装置のハードディスクについては、メモリ・半導体で作られているわけではないのですが、システム的に仮想メモリとして利用することもあるので、一番底辺に記述してあります。近頃は、ハードディスクの代わりに、 SSD ( Solid State Drive )が使われているので、補助記憶装置は、もう、メモリといってもいいかもしれません。

[複雑な構成になっているわけ]
 複雑な構成になっている理由は、その価格です。矢印で示してある通り、上が処理速度は速いが値段は高く、下は処理速度は遅く値段は安い製品となります。
 パソコンを速くするという観点で見たら、 レジスタ で利用されている フリップフロップ回路 を、システム全体で利用できればいいのですが、これが高い!値段を調べたのですが、一般には情報は開示されていないので、テキストに書かれている内容をそのまま書いていますが、他のメモリとは比べるべくもなく高いらしいです。
 そのため、 ネットワーク外部性 を考慮に入れた上で、以上のカテゴリに分けてシステムを構成しているのだと私は理解しています。

[初めて知った]
 以上の図で、去年まで気づかなかったが、今年気づいた点が1つあります。それは、 ディスクキャッシュ ・・・。昔から技術的な本に目を通していましたが、この位置にディスクキャッシュ DRAM があるのは気づきませんでした。
 [複雑な構成になっているわけ]で解説していますが、以上の図のような複雑なメモリ構成にしているのは、その値段の違いからです。DRAMで構成している、主記憶装置のすぐ下に、同じDRAMが使われているディスクキャッシュがあるのがいまいち納得いきません。高価で速いDRAMと安価で低速なDRAMという分類があるのだとは思いますが・・・?
 私はハード屋さんではないので、明確には言えませんが、主記憶装置にディスクキャッシュに相当する作業を任せることができ、かつ、ディスクキャッシュがなくなったとしても、それほど速度も値段も変わらないと思うのですが・・・?っていうか、もしかしたら、主記憶装置、ディスクキャッシュと補助記憶装置との間のインターフェースの部分が ボトルネック となっていて、ディスクキャッシュをなくしたことにより速くなったりする可能性があるのではとも考えたりしてしまいます。

[何をしている?]
 じゃ、技術的にどのようなことをしているのか、キャッシュメモリと主記憶装置の動作から考察してみましょう!以前、情報処理の問題で何回か解いたことがある問題です。

基本情報技術者平成26年春期 午前問10
 主記憶のアクセス時間60ナノ秒,キャッシュメモリのアクセス時間10ナノ秒のシステムがある。キャッシュメモリを介して主記憶にアクセスする場合の実効アクセス時間が15ナノ秒であるとき,キャッシュメモリのヒット率は幾らか。

出展元 IPA

 まずは解答を求める式と、解答を見てしまいましょう!注目する点は、キャッシュメモリの ヒット率 をxとした場合、主記憶装置のヒット率が1-xという式になる点です。これは、キャッシュヒットとキャッシュミスの合計が全体として 1となることを示しています。

(10×x)+(60×(1−x))=15
10x+60−60x =15
−50x=−45
x=0.9

ChatGPT には否定されましたが、もしかりに、システムにキャッシュメモリと主記憶装置しか記憶装置が存在しないと仮定した場合、aというデータの存在確率を、キャッシュメモリをxと定義した場合、主記憶装置では1-xと定義できるから以上の式になると私は考えています。

 IPAの問題は、キャッシュメモリと主記憶装置の関係の説明でしたが、他のメモリ間も同様に最も効率のいい形で構成し動作していると考えられます。

[あとがき]
 本年受験した、経営情報システムの勉強と言ったら、各デバイスでのインターフェースが シリアル なのかとか パラレル なのかとか・・・。
 画像ファイルにおいて圧縮されているのかされていないのかとか、その圧縮が 可逆性 なのか、 不可逆性 なのかといったところを勉強していました。
 それは、過去にはそのような問題が主流となっていたからです。

 各デバイスでシリアルかとかパラレルとかと言う話は、昔のデバイスでは非常に重要でした。それは、伝送速度が、恐ろしく遅かったからです。しかし、現在では、シリアルインターフェースのデバイスでも USB なんか早く、その構成を全く気にしなくなりました。
 画像ファイルも、もしかして圧縮されていない画像ファイルがあるということを知っていれば、圧縮するしないで悩んでいたかもしれません。記憶媒体の記憶容量が恐ろしく少なかったからです。

 以上なような状況で、全く気にしていない問題が出題されているのを見て、それを中心に勉強したのが今年受験した中小企業診断士の経営情報システムでした。今年の令和5年はそんな問題は1問も出題されておらず、しかも、私が不勉強のところが出たので、合格点をとることができなかったのだと分析しています。

 今年は、意地でも80点以上を取りたい!

 では、また!

2023年12月13日

経営情報システムの問題の違和感 〜経営情報システム〜


 こんにちは!
 EVE2です。
WI-FI.jpg
 昨日まったりとしすぎて、寝ることができず、先ほどまでぐっすりと寝ていました。この瞬間から元の生活に戻します。生活のリズムって大切ですよね?
 本当は、今日で、科目4の経営情報システムを終える予定だったのですが、1日伸びそうです。もし、今日も寝れなければ、もしかしてできてしまうかもしれませんが・・・。どうでしょう???(笑)。

[経営情報システム]
 本年受験した試験では、さらっと勉強した経営情報システムなのですが、今年じっくり見ると面白いです。微妙に違うのですよね・・・。IPAの試験と・・・。
 今日は、そんな違いを御紹介しましょう!

[無線LAN]
 違和感を感じる部分は、やはり、私の専門分野である、セキュリティです。

 無線LANにおいて、今まで以下のような暗号通信を使ってきました。以下は、ChatGPTに問い合わせた結果です。

?1997年 - IEEE 802.11標準:
 最初の無線LAN標準としてIEEE 802.11が制定されました。初期の規格ではセキュリティがほとんど考慮されておらず、通信はオープンで暗号化されていませんでした。
?1999年 - WEP(Wired Equivalent Privacy):
 初めてのセキュリティ機能としてWEPが導入されました。しかし、WEPは脆弱性が多く、安全ではないという問題が後に明らかになりました。
?2003年 - WPA(Wi-Fi Protected Access):
 WEPの脆弱性を克服するためにWPAが導入されました。WPAではTKIP(Temporal Key Integrity Protocol)暗号化プロトコルが採用され、より強力なセキュリティが提供されました。
?2004年 - IEEE 802.11i:
 WPAの成功を受けて、802.11iとして知られる新しいセキュリティ標準が確立されました。これにより、より堅牢な暗号化方式であるCCMP(Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol)が導入されました。
?2006年 - WPA2:
 WPA2が導入され、CCMPがデフォルトの暗号化方式として採用されました。WPA2は長らく主流の無線LANセキュリティプロトコルとなりました。
?2018年 - WPA3:
 WPA3が発表され、より高度なセキュリティ機能が追加されました。WPA3では、個別の暗号鍵が使用される個別のデータフロー暗号化や、不正アクセスからの保護強化などが行われました。


 無線LANが、普及したのは、WPA2が導入された2006年以降だったような気がします。そんな、無線LANなのですが、それぞれの規格内で、以下のように分類することができます。

[アドホックモードとインフラクトラクチャーモード]
 無線LANには、インフラストラクチャモードとアドホックモードの2種類の運用モードがあります。
インフラストラクチャモード は、無線端末がアクセスポイントを介して通信する運用方法です。アクセスポイントに接続する無線LAN端末の機器をStationといいます。
 一方、 アドホックモード は、無線端末の機器同士が直接通信するモードです。携帯用ゲーム機などで利用されています。
 以前、アドホックモードについては、企業内において非常に危険な通信だという話をしています。
 いつどんなことを書いたのか見つけることができなかったので、また機会がありましたら、改めてお話ししましょう。

[パーソナルモードとエンタープライズモード]
 アドホックモードとインフラクトラクチャーモード以外に、パーソナルモードとエンタープライズモードに分類することができます。
パーソナルモード は、端末とアクセスポイントに共通の鍵を設定することで認証を行います。これを、 PSK ( Pre-Sjhared Key 事前共有鍵 )認証といいます。通常は、暗号鍵を流用して認証を行います。
エンタープライズモード では、 IEEE802.1X認証 を用います。IEEE802.1X認証では、ユーザ毎に鍵を設定して認証を行うことができるので、企業などの組織での運用に適しています。

[問題の違和感]
 以上の無線LANの基本的な知識を再確認した上で、以下の問題を見てみましょう!

 以下の問題は、平成23年の経営情報の1次試験の問題です。


 多様なワイヤレス技術の発達は、複雑な配線を伴わないことからシステム構築を容易かつ柔軟にし、機器の小型化ともあいまって、情報システムをより身近なものにしている。
 今、事務所内で下図のようなシステムを構築しようとしている。このシステムの構築、運用に関する記述として最も適切なものを下記の解答群から選べ。

〜<図は省略>〜

【図の説明】
  ・サーバーPCと無線LAN機能付きブロードバンドルータはLANケーブルで接続。
  ・プリンタおよびノートPC、デスクトップPCはブロードバンドルータに無線LANで接続。

【解答郡】
(ア) Bluetooth は10m以内であれば、すべての対応機器に反応してしまい、接続する機器が特定できないので、この事務所ではBluetooth 機能付きのキーボードは使うべきではない。
(イ) PCやプリンタとブロードバンドルータの接続をWPAと呼ばれる暗号化方式で認証する場合、PCやプリンタ側ではブロードバンドルータで設定したSSIDと WPAキー を入力する。
(ウ) デスクトップPCとノートPCの間のファイル交換は、Bluetooth によっては行えず、無線LANとブロードバンドルータを介して行う。
(エ) ノートPCとプリンタは、USB接続端子があっても、ひとたびワイヤレス接続の設定をすると、以後はUSB接続ができなくなる。

【平成23年度1次試験問題:経営情報システム 〜中小企業診断士試験〜】


この問題を解いての違和感は、WPAキーという単語・・・。今まで、多くの情報処理安全確保支援士の問題を解いてきましたがこの用語を見るのは初めてです・・・。このシステムが、パーソナルモードであるというような前提があるなら、もしかしたら、PSKかもしれないと思うかもしれませんが、この内容からでは、分かりません。

[IPAと情報処理安全確保支援士の問題の差異に悩む]
 以上については、一例なのですが、他にもあります。例えば、 共通鍵 秘密鍵 とか書いてあったりして・・・。まっ、全体の問題量からしてそれほど多くはないのですが、このような問題にときどき出会います。
 他に悩む点としては、去年の問題を除けば、方向性が違うって言う点です。そんなこと気にもしたことないって言う問題が出題されています。 IPA で技術者の基本と言われる、午前?Tの試験でも聞かれていないような問題が出題されます。そのため、 応用技術者試験 問題を勉強しようとしているのですが、その問題をチラ見しても、出題はされていないようです・・・。

[あとがき]
 専門家の立場から、断定的に話ができればいいのですが、システムに関する技術範囲は非常に広いのです。だから、知らない技術があるというのは実は当たり前です。情報システムに関する技術は日進月歩で進化していくという話をしていますが、毎日新しい技術が出てくるという現状を考えれば、仕方がないという側面はあります。だから、知らない用語がでてきたら、もしかしたら自分が知らない新しい技術と思ってしまう場合があります。だから、知らない単語が出てくると悩みます。他の受験生と同じように・・・。今後は、この手の問題を見かけたら、自分の知っている技術の何を聞かれているのだろうと思った方が、正解への近道なのかもしれません。

 もし、専門家とそうで無い人の違いがあるとしたら、理解力にあると思います。ようは、技術的な話を聞いて理解できるか、できないかと言った点です。それと、専門分野かどうかということによりその差は大きくなると思います。
 まっ、知らないことはまだまだたくさんあり、勉強すべき事がたくさんあるということは幸せなのかもしれません。ただ、 技術者の本質は、知っていると言うことではなく、その技術を使って何ができるかという点にあると言うことは忘れてはいけません

 では、また!

2023年09月06日

トヨタ自動車のシステム障害 〜経営情報システム〜


 こんにちは!
 EVE2です。
自動車工場.jpg
 前回、このブログ「システムエンジニアが目指す中小企業診断士」から、トヨタ自動車のシステム障害について書きましたが、本日、その詳細な内容がホームページより報告がありました。結論を端的にいうと、 ディスク容量不足 によるシステム停止らしいです?

[納得いかない点]
 世界のトヨタ自動車のシステムとして納得いかない点があります。
 普通、ディスク容量は月または年の増加データを基にハードディスクの容量を決めていきます。それは定期的に実施され、平時はログ監視ツールで監視しているはずです。
 中小企業で監視がうまくいっていないというならいざ知らず世界のトヨタです。ベンダーへの支払も十分で、何か不足するようなことはないと思うのですが???
 まっ、 誰しもそう思っているという所の落とし穴的な事故 だったのかもしれませんが・・・?

[ホームページからの考察]
 今回のホームページの報告からどんなことが分かるのか文章をおってみましょう。

[ホームページ本文?]
今回のシステム不具合は、部品の発注処理を行う複数のサーバーの一部が利用できなくなったことで発生しました。経緯としては、不具合発生の前日8月27日に定期の保守作業を実施しました。この保守作業では、データベースに溜まったデータの削除と整理を行っておりましたが、作業用のディスク容量が不足していたためエラーが発生し、それによってシステムが停止いたしました。

[コメント?]
 これって、作業用ディスクを削除したはずだったが、それができておらずディスク容量不足が発生したという理解でいいですよね?それとも作業によりエラーが発生した?

[ホームページ本文?]
これらのサーバーは、同一のシステムで作動していたため、

[コメント?]
 同一システムの サーバーからの問い合わせのすべてを障害発生データベースサーバーへ問い合わせしていた っていうことですかね?

[ホームページ本文?]
 バックアップ機でも同様の障害が発生し切り替えができず、工場の稼動停止に至りました。

[コメント?]
バックアップ機多分待機系だと思うのですが、ホットスタンバイ、コールドスタンバイにしても 本番機とは別に稼働していると思う のですが?この文章からはよくわかりませんね?

[ホームページ本文?]
その後、8月29日に容量の大きいサーバーにデータを移管したことで、システムが復旧し、工場稼働を再開いたしました。この度、再現検証によって、上記が真因・その対策となることを特定しましたのでご報告いたします。

[ ホームページ本文? コメント?]
データベースサーバーのディスク容量が少なくなるまたはなくなると、データベースの作業領域がなくなるためシステムが停止することがあります 。以前経験したことがあります(苦笑)。

 なんとなくわかるけれど、よくわからない報告なのですが、一般向けではこんな感じになるのでしょう?どうせ事細かに説明しても普通の人は理解できませんもんね?

[待機系が稼働しない]
 今回のシステム障害もそうですが、待機系がうまく動作せずに、システムが停止するということをたびたび聞きます。障害時において、中小企業診断士の経営情報システムでは、どのようなことを求めているのかChatGPTに聞いてみました。


?フェイルセーフ (Fail-Safe):
 フェイルセーフは、システムや装置が故障や異常状態に陥ったときに、人や環境への危険を最小限に抑えるための設計原則や機能を指します。システムが異常を検知した場合、通常は安全な状態に移行するか、停止することで被害を最小限に抑えることを目的とします。フェイルセーフの例として、自動車のブレーキシステムがあります。ブレーキが故障した場合、自動的に車を停止させる仕組みが組み込まれていることが一般的です。
?フェールソフト (Fail-Soft):
 フェールソフトは、システムやソフトウェアが異常状態になった場合に、できるだけ正常な動作を続ける設計や機能を指します。異常が発生してもシステムは停止しないため、正常な運用を維持し続けることが可能です。フェールソフトの例として、データベース管理システムがあります。データベースの一部が障害を起こしても、システム全体が停止せず、残りのデータを正しく処理し続けることができます。
?フォールトトレラント (Fault-Tolerant):
 フォールトトレラントは、システムやソフトウェアが故障や障害に対して耐性を持ち、正常な動作を続ける能力を指します。フォールトトレラントなシステムは、異常が発生しても、その異常を検出し、修復または回避することができます。これにより、高可用性や信頼性の高いシステムを実現します。フォールトトレラントなシステムは、航空機の飛行制御システムやデータセンターの冗長化システムなどで使用されます。
?フォールトアボイダンス (Fault Avoidance):
 フォールトアボイダンスは、システムが故障や障害を予防するための戦略や手法を指します。このアプローチは、事前に問題を回避し、システムの正常な運用を維持することを目指します。フォールトアボイダンスは、品質管理、テスト、設計の段階で異常を未然に防ぐための措置を取ることを含みます。例えば、信頼性の高い部品の選定、適切な冷却システムの設計、過負荷を避けるための負荷分散などがフォールトアボイダンスの一部です。
?フェイルオーバー (Failover):
 フェイルオーバーは、システムやサービスが障害や故障に対処する方法の一つです。通常、バックアップシステムやリソースに切り替えて、サービスの中断を最小限に抑えます。主要なシステムが故障した場合、バックアップシステムが自動的にアクティブになり、サービスの継続性を確保します。
?レジリエンス (Resilience):
 レジリエンスは、システムや組織が外部からのストレス、圧力、障害に対して耐性を持ち、継続的な適応と正常な機能を維持する能力を指します。フォールトトレラントと似ていますが、レジリエンスは単に障害に対処するだけでなく、環境の変化に対応する柔軟性も含みます。
?ハイアベイラビリティ (High Availability - HA):
 ハイアベイラビリティは、システムやサービスが高い可用性を持つことを指します。つまり、24時間365日稼働し、障害が発生しても短時間で復旧することができる能力を持つことを意味します。冗長化、フェイルオーバー、フォールトトレラントなどの手法を使用して高可用性を達成します。


 今回は、???適切ではないともいますが、大企業なら????は、実現してほしいところです。
 なお、中小企業診断士試験では、?〜?の知識は必須です。よく出題されるので、覚えておきましょう!

[あとがき]
 以上については、概念的なものであり、それを支える技術があります。それについては、「ゼロからはじめるシステム開発」で機会がありましたら、お話ししましょう。

 では、また!

■先月の生産指示システムの不具合について
https://global.toyota/jp/newsroom/corporate/39732550.html

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