システムの評価指標

要点と定義

性能指標は、システムの処理状況を測る尺度である。応答時間は要求から応答までの時間、ターンアラウンドタイムは処理の依頼から完了までの時間、スループットは単位時間当たりの処理量を表す。ベンチマークは、定めた処理や負荷を用いて性能を比較・評価する方法である。 信頼性評価では、MTBFは故障から次の故障までの平均時間、MTTRは修理に要する平均時間を表す。稼働率は、対象期間のうちシステムを利用できる割合であり、修理と故障を繰り返す系では、MTBF／(MTBF＋MTTR)で表せる。可用性は必要なときにシステムを利用できる性質である。 直列システムは構成要素のすべてが稼働するときに稼働し、並列システムは所定の経路のいずれかが稼働するときに稼働する。各要素の故障が独立とみなせる場合、直列の稼働率は要素稼働率の積、並列の稼働率は1−（各要素の停止率の積）で求める。

適用条件と例

待ち行列で、到着率をλ、サービス率をμ、利用率をρ＝λ／μとする。M/M/1の平均待ち時間は Wq＝λ／{μ(μ−λ)}＝(1／μ)ρ／(1−ρ) であり、安定して待ち行列が成立する条件はρ＜1。例えば平均サービス時間がTならμ＝1／Tで、WqがT以上となるのはρ≧0.5の範囲である。 稼働率pの独立した装置2台を並列にし、どちらか一台が稼働すればよい場合、全体の稼働率は1−(1−p)²。直列なら両方の稼働が必要なのでp²となる。複合構成では各部分の稼働条件に合わせて計算する。 平均応答時間は、各ケースの所要時間をその発生確率で重み付けして求める。キャッシュのヒット率をh、ヒット時と非ヒット時の時間をそれぞれt₁、t₂とすれば、平均応答時間はht₁＋(1−h)t₂。例えばヒット率が0.6から0.3に下がり、ヒット時0.2秒、非ヒット時2.2秒なら、平均は1.6秒となる。 入れ子になった処理のタイムアウトは、外側の処理が内側の処理を含むことを踏まえて設定する。AP処理の中にトランザクションがあり、Webサーバの待ち時間がAPサーバとの要求・応答を含む構成なら、設定時間は外側、AP処理、トランザクションの順に長くする。 入力検査や入力順序の制御は誤操作を起こりにくくする設計、障害時に一部機能を縮退して稼働を続ける設計は、システムの停止を避ける設計として扱える。

M/M/1の待ち行列では、到着率λ、サービス率μ、利用率ρ＝λ／μに対する平均待ち時間はWq＝λ／{μ(μ−λ)}である。平均サービス時間がTならμ＝1／Tなので、Wq＝Tρ／(1−ρ)。この値がT以上となる条件はρ≧0.5であり、利用率と待ち時間の関係を評価する。

入力条件を検査し、前提を満たさない入力にエラーを示してやり直しを促す設計は、利用者の誤操作や誤入力を起こりにくくするフールプルーフの考え方である。

障害時に機能を一部制限してもシステム全体の停止を避けて稼働を続ける設計は、フェールソフトの考え方である。これは稼働の継続を通じて可用性を支える適用例である。