皆さん、こんにちは！
にしすん です。
当ページでは、「稼働率」について、簡単にご説明しています。
特に、「直列システムと並列システムでの違い」に焦点を当てています。
・コンピュータシステムの稼働率って何？という方
・直列システムと並列システムにおける稼働率について知りたい方
ぜひ、参考にしてみてください！
稼働率とは？
稼働率とは、ある一定期間の中で、システムが正常に稼働している時間割合のことです。
信頼性を図る尺度の1つです。
稼働率は、平均故障間隔と平均修復時間を使って求めることができます。
つまり、「稼働している時間/全体の時間」です。
：故障と故障の間の平均時間。稼働している平均時間。
：修理・修復の平均時間。
※平均故障間隔と平均修復時間について、詳しくはコチラをご覧ください。
＞＞システムの信頼性とは？フォールトトレランスって何？
直列と並列について
システムが複数の装置で構成されている場合を考えます。
複数の装置で構成されるパターンとして、直列システムと並列システムというものがあります。
小・中学校の理科の授業で、直列と並列について習ったと思いますが、何となくでも覚えているでしょうか？
電池と豆電球などを使って、実験をしたかもしれません。
直列回路の場合、1つの電球が消えると、全ての電球が消えてしまいます。
一方、並列回路の場合は、1つの電球が消えても、他の電球は消えません。
上の画像で言うと、左が直列で、右が並列です。
直列システムの稼働率について
では、直列システムの稼働率について考えてみましょう。
以下のようなシステムがあったとします。
・装置β(稼働率β)
・装置αと装置β→直列で接続
この場合、システム全体の稼働率は、「稼働率α×稼働率β」で求めることができます。
直列システムの場合は、単純に、それぞれの装置の稼働率を掛け合わせることで、全体の稼働率が分かります。
ただし、システム全体が稼働するには、装置αも装置βも稼働していなければなりません。
直列システムの場合、1つのシステムが稼働しなくなると、全体のシステムが稼働しなくなります。
・装置βのみ稼働している(装置αは稼働していない)場合
・装置αも装置βも稼働していない場合
上記の場合は、システムは稼働しません。
並列システムの稼働率について
続いて、並列システムの稼働率について考えてみましょう。
以下のようなシステムがあったとします。
・装置β(稼働率β)
・装置αと装置β→並列で接続
この場合、システム全体の稼働率は「1－（1－稼働率α）×（1－稼働率β）」で求めることができます。
並列システムの場合は、それぞれの装置の稼働率を掛け合わせても、全体の稼働率は分かりません。
上記の式を、少し角度を変えて見てみましょう。
＝1－（1－稼働率α）×（1－稼働率β）
＝1－（装置αの故障率）×（装置βの故障率）
＝1－（装置αと装置βの両方が故障している確率）
＝少なくとも1つの装置が稼働している確率
つまり、並列システムの稼働率は、「少なくとも1つの装置が稼働している確率」と捉えることができます。
直列システムの場合、システム全体が稼働するには、装置αも装置βも稼働していなければなりません。
しかし、並列システムの場合は、少なくとも1つの装置が稼働していれば、システム全体が稼働します。
つまり、以下の場合に、システムが稼働します。
・装置αのみ稼働している(装置βは稼働していない)場合
・装置βのみ稼働している(装置αは稼働していない)場合
システムが稼働しないのは、装置αも装置βも稼働していない場合のみです。
まとめ ～稼働率・直列システム・並列システム～
いかがでしたか？
「稼働率」「直列システム・並列システムの違い」について、簡単にご説明しました。
・稼働率 … ある一定期間の中で、システムが正常に稼働している時間割合。
・稼働率＝平均故障間隔/(平均故障間隔+平均修復時間)
・直列システムの稼働率＝「稼働率α×稼働率β」
・並列システムの稼働率＝「1－（1－稼働率α）×（1－稼働率β）」
当ページが、皆さんの生活や学習の一助になれば幸いです。