平成27年度 秋期 システムアーキテクト試験 午前Ⅱ 問題の解答と解説

2022年11月12日作成,2023年2月19日更新

試験時間は 10:50 ~ 11:30(40 分)である。

問1 システム方式設計

ソフトウェアライフサイクルプロセスのシステム方式設計で行うものはどれか。

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【答え】

ソフトウェアライフサイクルプロセスのシステム方式設計では,ソフトウェア構成品目の明確化を行う。

問2 UML を使ったクラスの定義

UML を使って図のクラス P を定義した。このクラスの操作のうち,公開可視性(public)をもつものはどれか。

クラス P
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【答え】

クラスはクラス名,属性,操作の 3 要素で構成される。個々の操作を定義する際にその公開度も決める。+ の操作はどのクラスからでもアクセス可能となり,- の操作はクラス内からのみアクセス可能,# の操作はクラス内とその回の階層のサブクラスからのみアクセス可能となる。

  • + の操作:すべてのクラスからアクセスできる(public)
  • - の操作:自クラスのみからアクセスできる(private)
  • # の操作:自クラスおよびそれを継承するクラスからのみアクセスできる。

問3 オブジェクト指向分析における分析モデル

オブジェクト指向分析における分析モデルによって,ユースケース内のオブジェクトを分類するとき,境界オブジェクトに該当するものはどれか。

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【答え】

ユースケース内のオブジェクトは,その役割から,境界オブジェクト (Boundary),制御オブジェクト (Control),実体オブジェクト (Entity) の三つに分類できる。境界オブジェクトは,システム外部とのインタフェースを担当するオブジェクトである。画面操作や画面表示などの GUI オブジェクトは,境界オブジェクトに該当する。制御オブジェクトは境界オブジェクトと実体オブジェクトとの間に位置し,シナリオの実効を制御するオブジェクトである。実体オブジェクトはデータベースのレコードなどに相当するオブジェクトである。

アは制御オブジェクト,エは実体オブジェクトに該当する。ウはクラスの説明であり,オブジェクトではない。

問4 オブジェクト指向設計における設計原則

オブジェクト指向設計における設計原則のうち,開放・閉鎖原則はどれか。

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【答え】

オブジェクト指向設計における設計原則のうち,開放・閉鎖原則とは,「モジュールは,拡張に対して開放されており,修正に対しては閉鎖されていなければならない」というものである。これは,モジュールの機能には追加や変更が可能であり,その影響が他のモジュールに及ばないようにするという設計原則を意味している。

アは単一責務,イはインターフェース分離,ウは依存関係逆転の原則である。

問5 デザインパターンの中のストラテジパターン

デザインパターンの中のストラテジパターンを用いて,帳票出力のクラスを図のとおりに設計した。適切な説明はどれか。

帳票出力のクラス
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【答え】

ストラテジパターン(Strategy パターン)はデザインパターンの一つで,アルゴリズムだけを切り出して別クラスとして作成したものである。したがって,新規フォーマット用のアルゴリズムが追加しやすい。

ア)クライアントが,それぞれのフォーマットに対応した帳票出力ストラテジクラスを意識する必要がある。

ウ,エ)フォーマットと帳票出力アルゴリズムは,PDF 帳票出力ストラテジおよび HTML 帳票出力ストラテジに記述する。

問6 大量データの並列処理

大量のデータを並列に処理するために,入力データから中間キーと値の組みを生成する処理と,同じ中間キーをもつ値を加工する処理との 2 段階で実行するプログラミングモデルはどれか。

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【答え】

MapReduce は,大量のデータを並列処理するためのプログラミングモデルである。データを変換する処理(Map)と変換したデータから結果を求める処理(Reduce)の 2 段階の処理を並列に行うことで処理を高速にできる。

2 相コミット
分散型データベースにおいて整合性を確保するための制御方式
KVS
データ(Value)に一意のキー(Key)を対応させて,両者を組にして保存(Store)するデータの保存・管理手法
マルチスレッド
一つのプロセス(タスク)を複数のスレッドに分けて並行処理する処理方式

問7 オブジェクト指向におけるデザインパターン

オブジェクト指向におけるデザインパターンに関する記述として,適切なものはどれか。

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【答え】

デザインパターンは,変更に強く問題が起きにくいプログラムを作成するために,クラス構造や機能をパターン化した「設計のひな形」である。オブジェクト指向におけるデザインパターンは,システムの構造や機能について,典型的な設計上の問題とその解決策を示し,再利用できるようにしたものである。

問8 ブラックボックステストにおけるテストケースの設計

ブラックボックステストにおけるテストケースの設計に関する記述として,適切なものはどれか。

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【答え】

ブラックボックステストでは,機能を仕様書で調べて,どのようなデータを入力するとどのような結果になるのかを確認してテストケースを設計する。

ア)テストケースは無作為に抽出するのではなく,入力と出力の関係をいくつかの同値クラス(同じような結果になるグループ)に分けた上で,各同値クラスを網羅するように設計すべきである。

イ)使用頻度が低いものを抽出対象とし,外部仕様を網羅するテストケースを設計すべきである。

エ)このようなテストケース設計を命令網羅という。命令網羅は,プログラムの内部構造に着目するホワイトボックステストに分類される技法である。

問9 製品の全数検査

製品を出荷前に全数検査することによって,出荷後の故障数を減少させ,全体の費用を低減させたい。次の条件で全数検査を行ったときに低減させられる費用は何万円か。ここで,検査時に故障が発見された製品は修理して出荷するものとする。

[条件]
  1. 製造する個数:500 個
  2. 全数検査を実施しなかった場合の,出荷個数に対する故障率:3 %
  3. 全数検査で発見される製造個数に対する故障率:2 %
  4. 全数検査を実施した場合の,出荷個数に対する故障率:1 %
  5. 検査費用:1 万円/個
  6. 出荷前の故障修理費用:50 万円/個
  7. 出荷後の故障修理費用:200 万円/個
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【答え】

全数検査を実施しなかった場合,出荷後の故障品の修理費用のみが発生し,その費用は次式で求められる。

500 個 × 3 % × 200 万円/個 = 3,000 万円

全数検査を実施した場合,検査費用,出荷前の故障品の修理費用,出荷後の故障品の修理費用が発生し,その費用は次式で求められる。

500 個 × 1 万円/個 + 500 個 × 2 % × 50 万円/個 + 500 個 × 1 % × 200 万円/個 = 2,000 万円

よって,低減できる費用は 1,000 万円である。

問10 実験計画法を用いたテストケース決定

学生レコードを処理するプログラムをテストするために,実験計画法を用いてテストケースを決定する。学生レコード中のデータ項目(学生番号,科目コード,得点)は二つの状態をとる。テスト対象のデータ項目から任意に二つのデータ項目を選び,二つのデータ項目がとる状態の全ての組合せが必ず同一回数ずつ存在するように基準を設けた場合に,次の 8 件のテストケースの候補から,最少で幾つを採択すればよいか。

テストケース No.・データ項目 学籍番号 科目コード 得点
1 存在する 存在する 数字である
2 存在する 存在する 数字でない
3 存在する 存在しない 数字である
4 存在する 存在しない 数字でない
5 存在しない 存在する 数字である
6 存在しない 存在する 数字でない
7 存在しない 存在しない 数字である
8 存在しない 存在しない 数字でない
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【答え】

実験計画法は品質管理の代表的な統計手法である。表によると,学生レコード中の三つのデータ項目「学生番号」「科目コード」「得点」は,それぞれ「存在する,存在しない」あるいは「数字である,数字出ない」の二つの状態をとるので,テストパターンは 8(23)通りになる。「テスト対象のデータ項目から任意に二つのデータ項目を選び,二つのデータ項目がとる状態の全ての組合せが必ず同一回数ずつ存在する」ということは,最少で例えば,次のような組合せを指している。

学生番号 科目コード 得点
存在する 存在する 数字でない
存在する 存在しない 数字である
存在しない 存在する 数字である
存在しない 存在しない 数字でない

よって,8 通りのテストケースの候補から四つを選択すればよいことになる。

一般に,条件が複数ある場合,すべての条件の組合せをテストするとなると,条件が多くなればなるほどテスト量は膨大になっていく。このような場合,条件間に依存関係がなければ,「テスト対象のデータ項目から任意に選んだ二つのデータ項目がとる状態の全ての組合せが必ず同一回数ずつ存在する」という直交表を使用して,必要十分な組合せを決定する方法が考えられる。

問11 システム適格性確認テスト

共通フレームにおけるシステム開発プロセスのアクティビティであるシステム適格性確認テストの説明として,最も適切なものはどれか。

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【答え】

共通フレームにおけるシステム開発プロセスのアクティビティであるシステム適格性確認テストでは,システム要件について実装の適合性をテストし,システムの納入準備ができているかどうかを評価する。

問12 カークパトリックモデルの 4 段階評価

新システムの受入れ支援において,利用者への教育訓練に対する教育効果の測定を,カークパトリックモデルの 4 段階評価を用いて行う。レベル 1(Reaction),レベル 2(Learning),レベル 3(Behavior),レベル 4(Results)の各段階にそれぞれ対応した a ~ d の活動のうち,レベル 2 のものはどれか。

  1. 受講者にアンケートを実施し,教育訓練プログラムの改善に活用する。
  2. 受講者に行動計画を作成させ,後日,新システムの活用状況を確認する。
  3. 受講者の行動による組織業績の変化を分析し,ROI などを算出する。
  4. 理解度確認テストを実施し,テスト結果を受講者にフィードバックする。
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【答え】

カークパトリックモデルの 4 段階評価とは,アメリカの経済学者カークパトリックが 1975 年に提唱した評価・測定方法のモデルである。

レベル 4 : Results(成果)
研修受講による学習者や職場の業績向上度合いを評価
レベル 3 : Behavior(行動)
学習者へのインタビューや他者評価による行動変容の評価
レベル 2 : Learning(学習)
筆記試験やレポートなどによる学習者の学習到達度の評価
レベル 1 : Reaction(反応)
受講直後のアンケート調査などによる学習者の研修に対する満足度

a. はレベル 1,b. はレベル 3,c. はレベル 4,d. はレベル 2 である。

問13 ソフトウェア開発の効率向上を図る活用や手法

銀行の勘定系システムなどのような特定の分野のシステムに対して,業務知識,再利用部品,ツールなどを体系的に整備し,再利用を促進することによって,ソフトウェア開発の効率向上を図る活動や手法はどれか。

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【答え】

特定の分野のシステムに対して,業務知識,再利用部品,ツールなどを体系的に整備し,再利用を促進することによって,ソフトウェア開発の効率向上を図る活動や手法を,ドメインエンジニアリングという。制御系,金融,流通,医療といった特定分野(ドメイン)では,システムの要件も類似するため,ドメインエンジニアリングの充実は生産性,信頼性の向上に役立つ。

コンカレントエンジニアリング
システム開発の各工程のうち,並行可能な工程を同時に行うことによって,開発期間を短期化する開発手法
フォワードエンジニアリング
リバースエンジニアリングによって既存のシステムから解析された設計書をもとに,再構築のシステムを開発すること
リバースエンジニアリング
既存のシステムを解析して,プログラム設計書や機能設計書を作成すること

問14 BABOK

BABOK では,要求をビジネス要求,ステークホルダ要求,ソリューション要求及び移行要求の 4 種類に分類している。ソリューション要求の説明はどれか。

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【答え】

BABOK (Business Analysis Body Of Knowledge) は,IT 活用による事業と業務の改革のための知識体系である。

アはビジネス要求,イは移行要求,エはステークホルダ要求の説明である。

参考文献
  • Masassiah Web Site,「BABOK

問15 システム化計画が承認された後に実施する作業

共通フレームによれば,システム化計画が承認された後に実施する作業はどれか。

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【答え】

共通フレームにおいて,「2.1 企画プロセス」は,次のプロセスとアクティビティからなる。

  • 2.1.1 システム化構想の立案プロセス
    • 2.1.1.1 プロセス開始の準備
    • 2.1.1.2 システム化構想の立案
    • 2.1.1.3 システム化構想の承認
  • 2.1.2 システム化計画の立案プロセス
    • 2.1.2.1 プロセス開始の準備
    • 2.1.2.2 システム化計画の立案
    • 2.1.2.3 システム化計画の承認

「2.1 企画プロセス」の後のプロセスは「2.2 要件定義プロセス」である。「2.2 要件定義プロセス」は,システムに関わりを持つ利害関係者とニーズや要望を識別し,要件を定義するプロセスで,「2.2.2.1 利害関係者の識別」アクティビティや「2.2.3.1 要件の抽出」アクティビティを含んでいる。

アは,「2.1.1.2 システム化構想の立案」アクティビティで行われる作業である。

イ,エは,「2.1.2.2 システム化計画の立案」アクティビティで行われる作業である。

問16 実費償還型契約

システム開発におけるベンダとの契約方法のうち,実費償還型契約はどれか。

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【答え】

実費償還型契約では,完了した作業にかかったすべての正当な実コストに,納入者の利益相当分を加えた金額を納入者に支払う。

実費償還型契約の種類には,以下のようなものがある。

  • コスト・プラス定額フィー契約(CPFF)
  • コスト・プラス・インセンティブ・フィー契約(CPIF)
  • コスト・プラス・アワード・フィー契約(CRAF)

問17 BCP 策定

BCP 策定に際して,目標復旧時間となるものはどれか。

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【答え】

BCP (Business Continuity Plan) とは,事業停止というリスクに対して事業活動が継続できるように準備しておく計画のことであり,事業継続計画ともいう。企業活動に重大な影響を及ぼす事業や業務の優先順位を設定して,どの事業や業務をいつまでに復旧させるかという目標時間を定めたうえで,そのために必要な復旧作業を計画する。この時間のことを目標復旧時間という。

問18 SVC (SuperVisor Call) 割込みが発生する要因

SVC (SuperVisor Call) 割込みが発生する要因として,適切なものはどれか。

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【答え】

スーパバイザコールとは,プログラムが OS のカーネル部分に処理を依頼するための命令のことである。スーパバイザコールを利用すれば,OS カーネルに処理を依頼することで,タスクを切り替えたり,入出力装置にアクセスしたりすることができるようになる。また,スーパバイザコールは,パソコンの場合には特にシステムコールと呼ばれることもある。

問19 フォールトトレランス

フォールトトレランスに関する説明のうち,適切なものはどれか。

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【答え】

フォールトトレランスは,システムの構成要素に障害が生じても正常に稼働し続けることである。主要な構成要素を多重化することで実現できる。

問20 アムダールの法則

マルチプロセッサによる並列処理において,1 プロセッサのときに対する性能向上比はアムダールの法則で説明することができる。性能向上比に関する記述のうち,適切なものはどれか。

[アムダールの法則]
性能向上比 = 1 / {(1 - 並列化可能部の割合) + 並列化可能部の割合 / プロセッサ数}
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【答え】

アムダールの法則は,マルチプロセッサなどの高速化技術を適用したときの性能の向上比を,高速化度 $n$,高速化部分率 $r$ を用いた式で表す。

  • 高速化度 $n$ : その技術によって何倍の速度が実現可能かという理論値
  • 高速化部分率 $r$ : 処理全般において,その技術が適用できる割合
性能向上比 = $\displaystyle \frac{1}{(1-r)+\frac{r}{n}}$

並列化可能部の割合 $r$ = 0.5 の場合,プロセッサ数をいくら増やしても(高速化度 $n$ を無限大にしても)性能向上比が 2 を超えることはない。アムダールの法則の本質である「性能向上には限界がある」ことを示している。

問21 OLAP

OLAP によって,商品の販売状況分析を商品軸,販売チャネル軸,時間軸,顧客タイプ軸で行う。データ集計の観点を,商品,販売チャネルごとから,商品,顧客タイプごとに切り替える操作はどれか。

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【答え】

OLAP とは,"Online Analytical Processing" の頭文字を取った略語で,日本語では「オンライン分析処理」または「多次元分析」と訳される。

OLAP による多次元分析は,例えば商品の販売状況分析を商品軸,販売軸,時間軸,顧客タイプ軸で行う。データ集計の観点を,商品,販売チャネルごとから,商品,顧客タイプごとに切り替える操作はダイスである。

問22 CSMA 方式

CSMA/CA や CSMA/CD の LAN の制御に共通している CSMA 方式に関する記述として,適切なものはどれか。

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【答え】

CSMA/CD 方式(搬送波感知多重アクセス / 衝突検出方式)は,一本の同軸ケーブルに複数のコンピュータが接続されているバス型のトポロジを前提としており,次のような手順で送信が行われる。

  1. 伝送路上に他のノードからフレームが送出されていないかを確認する
  2. 複数のクライアントは同じ回線を共用し、他者が通信をしていなければ自分の通信を開始する
  3. 複数の通信が同時に行われた場合は衝突を検出し、送信を中止してランダム時間待ってから再び送信をする

CSMA/CD は、伝送路上の通信量が増加するにつれて衝突の発生も増加し、さらに再送が増え通信量が増えてしまうという欠点がある。一般に CSMA/CD 方式では、伝送路の使用率が 30 % を超えると急激に送信遅延時間が長くなってしまい実用的ではなくなると言われている。

問23 ファイルを送受信する際の情報漏えい対策

ファイルを送受信する際の情報漏えい対策のうち,適切なものはどれか。

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問23 の解答と解説

【答え】

ファイルを送受信する際の情報漏えい対策のうち,適切なものは「送信者 A は,パスワードから生成した共通鍵暗号方式の鍵でファイルを暗号化し,暗号化ファイルを受信者 B へ送付する。受信者 B は,送信者 A からパスワードの通知を別手段で受け,そのパスワードから生成した鍵で暗号化ファイルを復号する」である。

問24 有効期間中に失効したディジタル証明書の一覧を示すデータ

何らかの理由で有効期間中に失効したディジタル証明書の一覧を示すデータはどれか。

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【答え】

CRL(Certificate Revocation List : 証明書失効リスト)には,有効期限内のディジタル証明書のうち失効したディジタル証明書のシリアル番号と失効した日時の対応が提示される。

問25 WAF

WAF の説明はどれか。

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問25 の解答と解説

【答え】

WAF(Web Application Firewall)

通過するパケットの IP アドレスやポート番号だけでなくペイロード部(データ部分)をチェックすることで,Web アプリケーションに対する攻撃を検知し,遮断することが可能なファイアウォールである。チェックされる内容には「URL パラメタ」や「クッキーの内容」などの HTTP ヘッダ情報や,「POST データの内容」などのメッセージボディ部などがある。

例えば,「あらかじめ定められた一連の手続きの HTTP 通信」のパターンを WAF のホワイトリストに記述することで,「Web アプリケーションプログラムの脆弱性を悪用した攻撃を防ぐために,インターネットから,Web サーバにアクセスする通信は,あらかじめ定められた一連の手続の HTTP 通信を許可すること」の要件を満たすことができる。

本来,Web システムへの攻撃は Web アプリケーション側で対処すべき問題ですが,脆弱性のない Web アプリケーションを作成するためには専門的な知識や技術が必要であるため,全ての Web アプリケーションのセキュリティ対策を万全にすることは難しいのが現実である。WAF はこのようなセキュリティ対策の不十分さを補完し,Web アプリケーションの堅牢性を高める役割をもつ。

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