2.2.5. システム処理方式の決定

1. 概要

　システム処理方式の決定は、情報システムの設計における非常に重要なステップです。この過程では、業務要件、技術的制約、予算、運用コストなどを考慮して、最適なシステムアーキテクチャを選択します。適切な処理方式を選ぶことで、システムの性能、拡張性、保守性、セキュリティ、コストが最適化され、長期的な運用が効率的になります。主な選択肢としては、集中処理、分散処理、Webシステム、クライアントサーバシステムなどがあります。

2. 詳細説明

2.1. 集中処理と分散処理

　集中処理と分散処理は、システム処理方式の基本的な分類です。

2.1.1. 集中処理

　集中処理は、すべてのデータ処理を中央のコンピュータで一元的に行う方式です。主に大規模なデータ処理を行う企業や、セキュリティや一貫性を重視するシステムで採用されます。特徴としては以下が挙げられます。

データが中央で管理されるため、セキュリティ対策が一元化できる
一貫性のあるデータ管理が容易
大量データ処理に適している

graph TD
    A[中央サーバ] --> B[集中処理]
    B --> C[クライアント1]
    B --> D[クライアント2]
    B --> E[クライアント3]

    style A fill:#4a90e2,stroke:#333,stroke-width:2px
    style B fill:#f5a623,stroke:#333,stroke-width:2px
    style C fill:#7ed321,stroke:#333,stroke-width:2px
    style D fill:#7ed321,stroke:#333,stroke-width:2px
    style E fill:#7ed321,stroke:#333,stroke-width:2px

図1：集中処理のアーキテクチャ概念図

2.1.2. 分散処理

　分散処理は、複数のコンピュータでデータ処理を分担し、それぞれが特定のタスクを処理する方式です。スケーラビリティや冗長性を重視するシステムでよく使われます。特徴としては以下が挙げられます。

システムの拡張性が高く、処理能力の増強が容易
地域や部門ごとに処理を分担でき、障害発生時のリスクを最小限に抑えられる
リアルタイムな処理が分散できるため、柔軟性が高い

graph TD
    A[ノード1] <--> B[ノード2]
    A <--> C[ノード3]
    B <--> C
    A <--> D[ノード4]
    B <--> D
    C <--> D

    style A fill:#4a90e2,stroke:#333,stroke-width:2px
    style B fill:#f5a623,stroke:#333,stroke-width:2px
    style C fill:#7ed321,stroke:#333,stroke-width:2px
    style D fill:#9013fe,stroke:#333,stroke-width:2px

図2：分散処理のアーキテクチャ概念図

2.2. Webシステムとクライアントサーバシステム

2.2.1. Webシステム

　Webシステムは、インターネットやイントラネット上で動作するシステムで、主にブラウザを通じてアクセスされます。Webシステムの主な特徴は以下の通りです。

クライアント側で特別なソフトウェアを必要とせず、ブラウザを介してシステムにアクセスできる
システムの更新が容易で、ユーザーに最新の情報を提供しやすい
高いスケーラビリティを持ち、多くのユーザーが同時にアクセス可能

graph LR
    A[クライアント\nブラウザ] <--> B[Webサーバー]
    B <--> C[アプリケーション\nサーバー]
    C <--> D[(データベース\nサーバー)]

    style A fill:#4a90e2,stroke:#333,stroke-width:2px
    style B fill:#f5a623,stroke:#333,stroke-width:2px
    style C fill:#7ed321,stroke:#333,stroke-width:2px
    style D fill:#9013fe,stroke:#333,stroke-width:2px

図3：Webシステムの基本アーキテクチャ

2.2.2. クライアントサーバシステム

　クライアントサーバシステムは、クライアント（利用者側）とサーバ（提供側）の2つのコンポーネントで構成され、処理を分担します。一般的に、クライアント側がユーザーインターフェースを提供し、サーバ側がデータの処理と保存を担当します。特徴としては以下が挙げられます。

クライアント側で豊富なユーザーインターフェースを実現できる
サーバ側でデータを一元管理し、セキュリティや一貫性を保つことができる
処理の負荷を分散させることができ、システム全体のパフォーマンスが向上する

graph TD
    A[クライアント1] <--> D[サーバ]
    B[クライアント2] <--> D
    C[クライアント3] <--> D
    D <--> E[(データベース)]

    subgraph クライアント側
    A
    B
    C
    end

    subgraph サーバ側
    D
    E
    end

    style A fill:#4a90e2,stroke:#333,stroke-width:2px
    style B fill:#4a90e2,stroke:#333,stroke-width:2px
    style C fill:#4a90e2,stroke:#333,stroke-width:2px
    style D fill:#f5a623,stroke:#333,stroke-width:2px
    style E fill:#7ed321,stroke:#333,stroke-width:2px

図4：クライアントサーバシステムの基本アーキテクチャ

2.3. システム設計手法

　システム処理方式を決定する際には、さまざまな設計手法や表現方法を駆使して、システムの最適化を図ります。以下は代表的な手法です。

プロトタイプ：システムの試作品を作成し、ユーザー要件やシステムの動作を確認・改善する手法
データモデル：システムで扱うデータの構造や関係を視覚的に表現する手法（例：E-R図）
擬似コード：アルゴリズムや処理フローを自然言語に近い形で記述し、理解を深める手法
ユースケース：システムの利用シナリオを定義し、ユーザーとシステム間のインタラクションを明確にする手法
インタフェース仕様：システム間やユーザーとの間のやり取りを定義し、処理の流れを可視化する

3. 応用例

3.1. 企業の基幹システム

　大規模な企業の基幹システムでは、セキュリティとデータの一貫性を重視し、集中処理を採用することが一般的です。しかし、同時に、Webシステムを活用することで、各支社や現場からのアクセスが容易になり、効率的な業務運用を実現できます。たとえば、金融機関の基幹システムでは、中央でのデータ一元管理を行いつつ、顧客がオンラインで口座管理できるWebインターフェースを提供するハイブリッド構成がよく使われます。

3.2. ECサイト

　ECサイトでは、Webシステムが主流ですが、在庫管理や顧客データの保護を目的としたクライアントサーバシステムも併用されることが多いです。Webインターフェースを利用してユーザーが商品を閲覧・購入できる一方、商品情報の管理や在庫更新は、サーバ側で効率的に処理されます。こうした組み合わせにより、ユーザーエクスペリエンスを損なうことなく、バックエンドの効率的な運用が可能になります。

3.3. IoTシステム

　IoTシステムでは、エッジデバイスでの分散処理とクラウド上での集中処理を組み合わせることで、リアルタイム性と大規模データ分析を両立させます。たとえば、製造業のスマート工場では、各設備がデータを収集・処理し、そのデータをクラウドに送信して一元的に管理・分析することで、効率的な生産ラインの運用を実現しています。

4. 例題

例題1

問題：ある企業が新しい在庫管理システムを構築しようとしています。以下の要件がある場合、最適なシステム処理方式を選択し、その理由を説明してください。

要件：

全国に50の倉庫がある
リアルタイムでの在庫確認が必要
本社での一元管理が求められている

回答例：Webシステムをベースとしたクライアントサーバシステム

理由：

Webシステムを採用することで、全国の倉庫から容易にアクセスでき、特別なソフトウェアのインストールなしにシステムを利用できる。
クライアントサーバ方式を組み合わせることで、各倉庫（クライアント）でのリアルタイムな在庫入力と、本社サーバでの一元管理を実現できる。
サーバ側での集中管理により、セキュリティとデータの一貫性を確保しつつ、倉庫ごとの独立した処理も可能。

例題2

問題：E-R図を用いて、次の要件を満たす簡単な書籍管理システムのデータモデルを設計してください。

要件：

書籍には、タイトル、著者、出版社、ISBN番号がある
著者は複数の書籍を書くことができる
出版社は複数の書籍を出版する

回答例：

erDiagram
    "書籍" ||--o{ "著者" : "執筆される"
    "書籍" ||--o{ "出版社" : "出版される"
    "書籍" {
        string title
        string ISBN
    }
    "著者" {
        string name
    }
    "出版社" {
        string name
    }

説明：

書籍（BOOK）は、タイトル（title）とISBN（ISBN）という属性を持つエンティティです。
著者（AUTHOR）エンティティは、名前（name）という属性を持ち、複数の書籍を書くことができます。
出版社（PUBLISHER）エンティティも、名前（name）属性を持ち、複数の書籍を出版します。
書籍と著者は多対多の関係があり、書籍と出版社は多対一の関係を持ちます。

この図は、基本的なE-R図の構造を示しており、設計を始めるための出発点となります。

5. まとめ

　システム処理方式の決定は、情報システム設計の核心部分であり、業務の効率化やコスト削減、運用の安定性に大きな影響を与えます。主なポイントは以下の通りです。

業務要件に基づき、集中処理と分散処理を適切に選択する。
Webシステムやクライアントサーバシステムなどのアーキテクチャを検討し、拡張性や保守性に応じた最適な方式を決定する。
プロトタイプ、データモデル、E-R図、ユースケースなどの設計手法を活用して、システムの全体像を明確にする。
利用者の役割や特権、インタフェース仕様、サービス内容、処理手順などを定義して、システムの運用とセキュリティを確保する。

　適切なシステム処理方式の選択によって、システムが柔軟かつ効率的に運用できるようになり、企業や組織の成功に寄与します。