システムの構成 - 35語(シラバス4.1)

集中処理

データや処理が一箇所のサーバやコンピュータに集約される方式である。この方式では、すべての情報処理が中央のシステムで行われるため、管理や運用が比較的簡素である。例えば、企業のデータベースサーバが集中処理の一例であり、すべての社員がそのサーバを通じて情報を取得したり更新したりする。集中処理の利点は、データの一貫性が保たれ、セキュリティ管理が容易になることが挙げられる。しかし、中央システムに負担がかかるため、障害が発生すると全体に影響を及ぼすリスクがある。このため、システム設計では、効率性と信頼性のバランスを考慮する必要がある。

分散処理

複数のコンピュータやデバイスが協力して処理を行う方式である。この手法は、大量のデータを効率的に処理したり、高速な応答を実現するために利用される。例えば、大型のWebサービスやシステムでは、異なるサーバがそれぞれのタスクを担当し、全体としての処理速度を向上させることが可能である。また、負荷の分散や信頼性の向上にも寄与し、特定のコンピュータにかかる負担を軽減することで、システム全体の安定性を高める。これにより、システムがダウンするリスクを低減し、耐障害性を強化することができる。

対話型処理

ユーザーがシステムとリアルタイムで対話しながら処理を行う方法である。この形態では、ユーザーが直接入力を行うと、その入力に基づいて即座に結果が返されるため、滑らかな操作体験が実現される。例えば、チャットボットやオンラインゲームにおいて、ユーザーの指示に対してシステムがその場で反応し、次のアクションを促すことが挙げられる。迅速なフィードバックが求められるアプリケーションに適しており、ユーザーの要求に応じた柔軟な対応が可能である。これにより、特に教育や販売、医療分野などの利用シーンでは、より良いユーザーエクスペリエンスを提供することが可能である。

バッチ処理

データを一定の単位(バッチ)でまとめて処理する方式を指す。これは、単一のデータを即座に処理するのではなく、集めたデータを一定の時間間隔でまとめて実行するため、効率的にリソースを使用できる。例えば、銀行の給与計算や帳簿の更新など、多数のデータが発生する場合に効果的である。また、バッチ処理では、夜間や業務が少ない時間帯に処理を行うことが多く、システムの負荷を抑えつつ大量のデータ処理を実施できるメリットがある。この手法は、情報システムの運用において広く利用されている。

リアルタイム処理

データや情報を入力してから処理結果を出力するまでの時間が非常に短く、ほぼ即座に行われる処理形態を指す。これにより、例えば航空機の飛行データ、医療機器のモニタリング、ゲームなど、タイムリーな反応が求められる状況において、迅速かつ正確な情報処理が可能になる。通常、システムにおいて処理遅延を許容しない要件があり、特定の時間内に処理を完了することが求められるため、高い信頼性と応答性が求められる。これにより、ユーザーはストレスなくサービスを利用できるようになる。

機能配分

システムやプログラムにおいて、異なる機能をどのように割り当てるかを決定するプロセスである。これは、システム全体の設計や効率性に大きな影響を与える。例えば、大規模なソフトウェア開発において、ユーザーのインターフェース、データの処理、およびデータベースの管理といった異なる機能を、適切なサーバやモジュールに分配することが重要である。これにより、各部分の負担を軽減し、性能を最適化することができる。機能配分を正しく行うことで、システムの拡張性や保守性が向上し、トラブルシューティングも容易になるため、プロジェクトの成功に不可欠な要素となる。

冗長構成

システムの可用性を高めるために、同じ機能を持つ複数のコンポーネントを用意する設計のことである。この手法は、万が一の障害に対してシステムが停止しないように工夫されている。例えば、サーバの冗長構成では、二台以上のサーバが同時に動作し、一台に障害が発生しても他のサーバがその機能を引き継ぐことで、サービスの継続性を保つことができる。データセンターやクラウド環境など、特に稼働が重要視されるシステムで広く利用されており、運用コストやメンテナンスを考慮しながら、信頼性を高めるための基本的な戦略として位置づけられている。

負荷分散

複数のサーバやリソースに対して処理を均等に分配し、全体の効率を向上させる手法である。このアプローチは、特にWebサイトやオンラインサービスなどでアクセスが集中した際に重要で、特定のサーバに負担が集中するのを防ぎ、システムの安定性や応答速度を向上させる役割を果たす。たとえば、利用者からのリクエストを複数のサーバに分配することで、一つのサーバが過負荷になるのを防ぎ、全体の処理能力を最大限に引き出すことができる。また、サーバが故障した場合のバックアップ機能としても機能し、サービスの中断を防ぐことができるため、企業にとって非常に重要な技術である。

デュアルシステム

2つの独立したシステムを同時に運用する構成を指す。これにより、一方のシステムが故障や問題を抱えた際でも、もう一方のシステムが正常に機能し続けることが可能となる。例えば、企業のITインフラにおいては、データベースとそのバックアップシステムがデュアルシステムの一例である。このような構成は、高い可用性や信頼性を実現するために重要であり、業務の継続性を確保するためにも広く用いられている。また、システム間でデータや処理の負荷を分散することもでき、全体の効率向上にも寄与する。特にミッションクリティカルなアプリケーションの運用において、障害からの素早い回復を可能にするための重要な技術とされている。

デュプレックスシステム

主に信頼性を高めるために使用されるシステム構成であり、同一の機能を持つ二つの装置を用意することで成り立つ。これにより、一方が故障した場合でも、もう一方が正常に稼働し続けるため、システムの継続的な運用が可能となる。例えば、重要なサーバやデータベースにおいて、片方のデバイスがトラブルに見舞われた際、自動的にもう片方に切り替わる仕組みが使われることが多い。これにより、ダウンタイムを最小限に抑え、サービスの中断を防ぎ、ユーザーに安定したサービスを提供することができる。特に金融機関や医療機関など、高い可用性が求められる分野で広く利用されている。

クラスタ

複数のコンピュータやサーバを組み合わせて、一つのシステムとして動作させる構成である。これにより、可用性や性能の向上が図られる。たとえば、サーバのクラスタでは、複数のサーバが連携してデータを処理し、もし一台のサーバが故障しても、他のサーバがその機能を引き継ぐことでシステム全体の稼働を維持できる。さらに、クラスタは負荷分散を行い、多くのユーザーからのリクエストを効率的に処理することができるため、大規模なWebサービスやデータセンターでよく利用されている。このように、クラスタはシステムの信頼性と性能を同時に向上させる重要な技術である。

主系

システム構成において、現在運用されている主要なシステムを指す。現用系とも呼ばれる。これは、組織が日常業務を行うために必要不可欠なシステムであり、実際のデータ処理や情報管理を担っている。その安定性や信頼性が重要視されており、技術的な要求に応じて定期的に更新や保守が行われる。また、バックアップシステムや冗長構成も含まれることが多く、万が一のトラブルに備えた設計となっている。主系が適切に運用されることで、業務の継続性が確保され、効率的な運用が実現される。

従系

システム構成において、主に高可用性を実現するための待機状態のシステムやコンポーネントである。待機系とも呼ばれる。これは、主システムが故障した際に、待機中のシステムが即座にその役割を引き継ぐ仕組みを指す。例えば、サーバが正常に機能しないとき、従系が自動的に起動して、サービスの継続を提供することでダウンタイムを最小限に抑える。従系(待機系)の導入により、システム全体の信頼性向上が図られ、重要なビジネスプロセスが中断されるリスクを低減させることができる。

クライアントサーバシステム

コンピュータネットワークにおいて、サービスを提供する側(サーバ)とサービスを利用する側(クライアント)の構成を指す。サーバはデータやリソースを集中管理し、クライアントはそのサーバから必要な情報を取得する仕組みである。例えば、Webサイトを閲覧する際、ブラウザがクライアントとなり、Webサーバからページデータをリクエストして表示する。この方法により、複数のクライアントが同時に同一のサーバにアクセスでき、効率的な情報共有が実現される。また、スケーラビリティも高く、サーバの性能を向上させることで、多くのクライアントに対応できる柔軟性があるため、企業の業務システムやオンラインサービスにおいて広く利用されている。

シンクライアント

主にサーバ上で処理を行い、クライアント端末はその結果を表示する仕組みを持つコンピュータである。この方式により、大規模な計算やデータ処理を専門のサーバが行い、各端末は軽量なため、ハードウェアのコストを抑えることができる。たとえば、企業内でのデータ管理やアプリケーション実行において、シンクライアントを利用することで、個々の端末に高性能なPCを必要とせず、運用管理も容易になる。また、セキュリティの観点からも、データがサーバに集中するため、情報漏洩のリスクを低減することができる。これは、効率的な業務運営を支えるための重要な技術である。

仮想化

物理的なハードウェアリソースを抽象化し、複数の仮想環境を構築する技術である。これにより、一つの物理サーバ上で複数の仮想マシンを稼働させ、それぞれが独立したオペレーティングシステムやアプリケーションを実行できる。この技術は、サーバのリソースを効率良く利用できるメリットがあり、負荷の分散や高可用性の確保、管理の簡略化などに寄与する。例えば、企業がデータセンターを運営する際に、物理サーバを仮想化することで、コスト削減や運用の柔軟性を向上させることができる。また、仮想化技術はクラウドコンピューティングの基盤でもあり、様々なサービスを迅速に提供する手段としても重要である。

VM

仮想マシンの略で、物理的なコンピュータの中で、複数の仮想的なコンピュータを作成する技術である。それぞれの仮想マシンは独自のオペレーティングシステムを持っており、物理的なハードウェアを共有しながら動作する。この方式によって、サーバのリソースを効率的に利用し、異なる環境でのアプリケーションのテストや運用が容易になる。たとえば、一つの物理サーバの中に、WindowsやLinuxなど異なるOSの仮想マシンを構築し、それぞれで異なるソフトウェアを開発・運用することが可能である。この技術はクラウドコンピューティングの基盤でも利用され、柔軟性とスケーラビリティを提供するため、多くの企業で重宝されている。

VDI

デスクトップ仮想化の一形態であり、ユーザーのデスクトップ環境を中央のサーバ上で仮想的に管理し、提供する技術である。この仕組みによって、ユーザーはさまざまなデバイスから自分のデスクトップへアクセスでき、実際のハードウェアに依存することなく、同一の作業環境を利用することが可能となる。例えば、企業内の社員がリモートワークを行う際、自宅のPCやタブレットを使ってオフィスのデスクトップにアクセスすることで、業務を遂行できるのだ。VDIはセキュリティの向上や、管理の効率化、コスト削減といった利点もあり、近年では多くの企業で導入が進んでいる。さらに、ソフトウェアのアップデートや設定の変更も容易に行えるため、運用管理の手間を大幅に軽減することができる。

Webシステム

インターネット上で動作するアプリケーションやサービスのことである。これには、Webサイト、オンラインストア、SNSなど、ユーザーがブラウザを通じて利用するさまざまなサービスが含まれる。例えば、ショッピングサイトでは、商品を検索したり、カートに入れたり、決済を行う機能があり、これらはすべてWebシステムに基づいている。また、Webシステムはサーバとクライアントの関係で成り立っており、データベースと連携することで動的なコンテンツを提供することができる。これにより、ユーザーはリアルタイムで情報を取得し、インタラクションを行うことが可能になる。

Webブラウザ

インターネット上の情報を表示するためのソフトウェアである。主な機能としては、Webページを取得し、ユーザーが見ることができる形式に変換して表示することである。例えば、Google ChromeやFirefox、Safariといったアプリケーションがそれにあたる。Webブラウザは、HTMLやCSS、JavaScriptといった技術を利用してページ内容を構築し、ユーザーがリンクをクリックすることでページ間を移動できるようにする。また、ブックマーク機能や閲覧履歴の管理、拡張機能の追加といった便利な機能も備えており、日常的なインターネット利用をサポートしている。セキュリティ対策も強化されており、安全にWebを楽しむための重要なツールである。

Webサーバ

WebページやWebアプリケーションをインターネットユーザーに提供するためのコンピュータやソフトウェアである。主にHTTPプロトコルを利用して、ユーザーのリクエストに応じて必要な情報やファイルを送信する役割を持っている。具体的には、ユーザーがブラウザにURLを入力すると、WebサーバはそのURLに対応するデータを検索し、要求されたページを返す。これにより、Webサイトは利用者に対してコンテンツを表示できる。また、サーバには静的なHTMLファイルだけでなく、動的なコンテンツ(データベースからの情報を含むなど)の生成も行えるものも存在し、 PHPやRubyなどのプログラミング言語を使用することが一般的である。

ピアツーピア

ネットワークシステムの構成方式の一つであり、全ての参加者(ノード)が対等な関係を持ち、直接通信を行うことができる仕組みである。この方式では、特定のサーバを介さずにデータやリソースを共有するため、分散型の特性を持ち、効率的な通信が可能になる。例えば、ファイル共有ソフトウェアやブロックチェーン技術では、このピアツーピア構成が用いられ、自律的にネットワークが運営される。このように、個々のノードがデータの提供者であり、同時に利用者としても機能するため、システムの耐障害性が高まり、柔軟な運用が実現される。特に、コスト削減やスケーラビリティ向上の観点からも、ピアツーピア方式は注目されている。

クラウドコンピューティング

インターネットを通じてサーバやストレージ、アプリケーションなどのコンピュータ資源を提供する技術である。このシステム構成は、ユーザーが自分のデバイスに依存せずに、どこからでも必要なリソースにアクセスできる柔軟性を持つ。また、必要に応じて資源を増減できるため、コスト効率や運用の簡便さが実現される。例えば、企業は自社のサーバを保有することなく、クラウドサービスを利用してデータの保存やアプリケーションの運用が可能であり、これによりシステムの冗長性やスケーラビリティが強化される。

SaaS

ソフトウェア・アズ・ア・サービスの略で、インターネットを通じてソフトウェアを提供する形態の一つである。ユーザーは、特定のアプリケーションを自分のコンピュータにインストールすることなく、Webブラウザを介してサービスを利用することができる。この方式では、ソフトウェアのアップデートやメンテナンスなどは提供者側が行うため、ユーザーは手間をかけることなく最新の機能を利用できる。例えば、Google WorkspaceやSalesforceなどがこの形態に該当し、ビジネスや個人用の様々なアプリケーションが提供されている。インフラやプラットフォームを自分で管理する必要がないため、特に中小企業にとってコスト削減や業務効率化に寄与する利点がある。

PaaS

プラットフォーム・アズ・ア・サービスの略で、アプリケーション開発に必要な基盤を提供するクラウドサービスの一形態である。ユーザーは、インフラストラクチャの管理を気にせず、アプリケーションの開発やデプロイ、実行などに集中できるため、開発作業が効率的に行える。具体的な例としては、Google App EngineやMicrosoft Azureが挙げられ、これらは開発者にプログラミング言語やデータベースの選択肢を提供し、高度なスケーラビリティもサポートする。自動的にリソースをスケールしたり、アプリケーションのパフォーマンスを監視したりする機能を持つため、開発の迅速化やコスト削減に寄与する。

IaaS

インフラストラクチャ・アズ・ア・サービスの略で、クラウドコンピューティングの一形態である。これにより、企業は物理的なサーバやネットワーク設備を直接購入・管理することなく、仮想的な資源を必要に応じて利用できる。例えば、サーバのCPUやメモリ、ストレージをクラウドサービスプロバイダーから提供され、これを基に独自のシステムを構成することができる。これにより、企業は初期投資を抑えつつ、スケーラブルなインフラを迅速に構築できるため、ビジネスの agility を向上させることが可能である。需要に合わせてリソースを増減できるため、特にトラフィックが変動するWebサービスなどに適している。

エッジコンピューティング

データ処理をクラウドではなく、デバイスやネットワークの端に近い場所で行うコンピューティングの構成である。これにより、データの転送距離を短縮し、リアルタイムでの処理が可能となる。例えば、スマートフォンやIoTデバイスがデータをその場で処理することによって、遅延を最小限に抑え、高速な応答が得られる。また、帯域幅の使用を削減するため、複数のデバイスが生成する大量のデータを即座に解析し、必要な情報だけをクラウドに送信する仕組みを持つ。このように、システム全体の効率を向上させる役割を果たす。

RAID

複数のハードディスクドライブを組み合わせて、データの冗長性やパフォーマンスを向上させる技術である。データを複数のディスクに分散して書き込むことにより、データの安全性を高めたり、読み書きの速度を向上させたりする。例えば、RAID 0という構成では、データを複数のディスクに分けて同時にアクセスするため、パフォーマンスが大幅に向上する。一方、RAID 1ではデータを二重に保存しており、一方のディスクが故障してもデータが失われるリスクを減少させる。このように、RAIDはデータの信頼性や性能を向上させるため、企業のサーバ環境や大容量データを扱うシステムにおいて特に重要である。

NAS

ネットワークに接続されたストレージデバイスのことである。複数のコンピュータやデバイスからアクセスできるよう設計されており、データの保存や共有を効率的に行うためのシステムである。家庭や企業で、ファイルのバックアップやメディアのストリーミングに利用される。NASは専用のオペレーティングシステムを持ち、ユーザーはWebブラウザを通じて簡単に管理できる。また、RAID(冗長ディスク構成)機能を搭載しているものも多く、データの冗長性を確保することで、信頼性を高めることができる。このように、NASは便利で効率的なデータ管理の手段として広く使用されている。

SAN

ストレージエリアネットワークの略称で、主にデータストレージを効率的に扱うためのネットワーク技術である。高速なデータ転送を実現するために、専用のネットワークを介してサーバとストレージ装置を直接接続する。FC-SAN(ファイバーチャネルSAN)は光ファイバーを使用し、IP-SANはインターネットプロトコルを用いる。これにより、大量のデータを高い信頼性で送受信でき、ストレージの管理が集中化されるため、システムのパフォーマンスが向上する。多くの企業では、SANを利用してデータベースや仮想環境のストレージニーズに対応し、効率的で安全なデータ管理を実現している。

フォールトトレラント

システムが障害や故障が発生しても、正常に機能し続ける能力を指す。この技術は、特に重要な業務を行う情報システムやインフラにおいて求められ、障害発生時の影響を最小限に抑えることができる。例えば、サーバに冗長性を持たせることで、一方のサーバが故障しても、他のサーバが引き続きサービスを提供する仕組みがこれにあたる。また、データのバックアップや瞬時に切り替え可能なネットワーク構成などもフォールトトレラントの一環であり、信頼性の高いシステムを作成するための重要な要素である。これにより、業務の継続性やデータ保護が向上し、企業の運営において安定した環境を提供する。

フェールセーフ

システムや装置が故障した場合にも安全性を確保するための設計手法である。この設計理念は、故障の影響を最小限に抑え、システムが誤動作を起こしても安全に停止したり、危険な状態を避けるようにするものである。例えば、飛行機の設計においては、エンジンの故障時に自動で安全な飛行を維持できるシステムが組み込まれている。これにより、万一の事態が発生しても乗客や乗員の安全が保たれる仕組みが整えられている。さらに、フェールセーフ設計は産業機械や交通システムなど、様々な分野で重要視されており、安全性向上に寄与している。

フールプルーフ

システムや製品が誤操作や誤使用に対して保護されるよう設計された状態を指す。具体的には、意図しない操作や間違った使い方をしても、事故や損害が発生しにくいように設計されていることを意味する。この考え方は、特に安全が重要視される工業製品やソフトウェアにおいて広く採用されている。例えば、特定のボタンを押すためには、特定の手順を踏む必要がある設計や、誤って操作できないように物理的に形状を工夫することなどが挙げられる。フールプルーフ設計は、多くのユーザーが安心して使用できる環境を提供し、トラブルを未然に防ぐことを目的としている。

ヒューマンエラー

人間が行う作業や判断において発生するミスや誤りを指す。これは、操作ミス、判断ミス、知識不足など、様々な原因によって生じることがある。ヒューマンエラーは多くの分野で課題となり、特に信頼性設計においては、その影響を軽減することが重要である。たとえば、航空業界や医療分野では、ヒューマンエラーが引き起こす事故やトラブルのリスクを最小限に抑えるため、チェックリストや訓練プログラムを導入している。このような対策により、システム全体の安全性を向上させ、人間の能力や限界を考慮した設計が求められている。

UPS

無停電電源装置のことであり、主に電力供給が途切れた際に、接続された機器に対して瞬時に電源を提供する役割を持つ。これにより、コンピュータやサーバなど、大切なデータやサービスを行う機器が電力の中断によって停止するのを防ぐことができる。例えば、停電が発生しても、UPSが介入することで数分間は電力を供給し続け、ユーザーは慌てずにデータを保存したり、機器を適切にシャットダウンすることが可能である。また、UPSはサージ保護機能を持つものも多く、雷や電力の急激な変動から機器を守る役割も果たす。このように、UPSは特にビジネス環境やデータセンターにおいて、信頼性の高い稼働を維持するための重要な装置である。

Pagetop