응용정보기술자시험 과목A 제4회: 대기행렬과 처리량
응용정보기술자시험 과목 A에 필요한 M/M/1 대기행렬의 이용률·대기 시간·체류 시간, 단위 통일과 안정 조건, 리틀의 법칙, 직렬 처리의 병목과 처리량을 풀이 예제 4개와 오리지널 연습 문제 4문항으로 익힙니다.
AP 과목 A 제4편 · 2026년도·실라버스 Ver.7.2 기준의 독립 학습 자료입니다. IPA와 제휴하지 않으며 합격을 보장하지 않습니다. 시리즈 허브 보기
개정일: 2026-10-20 이 글의 범위는 IPA 공식 「応用情報技術者試験(レベル3)シラバス Ver.7.2」를 기준으로 한 2026년 시험입니다. 시험 전에는 반드시 IPA의 최신 공지와 실러버스를 다시 확인하세요. 이 글은 학습 보조 자료이며 합격을 보장하지 않습니다. IPA가 이 글을 검토하거나 승인한 사실은 없습니다.
학습 목차
- 학습 목표
- 용어 대응표 (한국어↔일본어↔영어)
- 대기행렬 모델의 구성 요소
- 헷갈리기 쉬운 구분: Wq와 W, 응답 시간·턴어라운드 타임·처리량, 도착률·용량·이용률·처리량
- 단위 규율
- M/M/1 모델의 가정
- M/M/1 공식과 유도·검산
- 리틀의 법칙
- 처리량과 병목
- 풀이 예제 4개
- 연습 문제 4개 (오리지널)
- 공식 정리표
- 자주 하는 실수
- 최종 자가 점검
- 복습 계획 (1/3/7일)
- 실러버스 대응
- 출처·참고
1. 학습 목표
이 글을 마치면 다음을 할 수 있어야 합니다.
- 대기행렬 모델의 구성 요소(고객/작업, 서버, 도착 간격, 서비스 시간)를 설명할 수 있다.
- 도착률 λ, 서비스율 μ, 이용률 ρ를 같은 시간 단위로 맞춰 계산할 수 있다.
- M/M/1 모델의 가정을 말하고, 안정 조건 λ<μ를 판정할 수 있다.
- W, Wq, L, Lq를 계산하고 W = Wq + 1/μ, L = Lq + ρ로 검산할 수 있다.
- 리틀의 법칙을 시스템 경계와 유효 도착률에 맞게 적용할 수 있다.
- 응답 시간, 턴어라운드 타임, 처리량을 구분하고, 직렬 처리에서 병목이 처리량을 결정함을 설명할 수 있다.
2. 용어 대응표
| 한국어 | 일본어 | 영어 | 기호·단위 |
|---|---|---|---|
| 대기행렬 | 待ち行列 | queue | — |
| 고객 / 작업 | 客 / ジョブ(トランザクション) | customer / job | — |
| 서버(창구) | サーバ(窓口) | server | — |
| 도착 간격 | 到着間隔 | (inter-)arrival interval | 시간 |
| 서비스 시간 | サービス時間 | service time | 시간, 평균 1/μ |
| 도착률 | 平均到着率 | arrival rate | λ, 건/시간 |
| 서비스율 | 平均サービス率 | service rate | μ, 건/시간 |
| 이용률 | 利用率 | utilization | ρ, 무차원 |
| 대기행렬 길이(대기 중 평균 개수) | 待ち行列長(平均待ち数) | queue length | Lq, 건 |
| 시스템 내 평균 개수 | 系内客数(系内の平均数) | number in system | L, 건 |
| 대기 시간 | 待ち時間 | waiting time in queue | Wq, 시간 |
| 시스템 체류 시간 | 系内時間(滞在時間) | system / sojourn time | W, 시간 |
| 응답 시간 | レスポンスタイム(応答時間) | response time | 시간 |
| 턴어라운드 타임 | ターンアラウンドタイム | turnaround time | 시간 |
| 처리량 | スループット | throughput | 건/시간 |
| 병목 | ボトルネック | bottleneck | — |
| 리틀의 법칙 | リトルの法則(リトルの公式) | Little’s law | L = λW |
| M/M/1 모델 | M/M/1 モデル | M/M/1 queue | — |
3. 대기행렬 모델의 구성 요소
대기행렬 모델은 다음 네 가지로 그립니다.
- 고객/작업: 처리를 받으러 오는 대상. 은행 손님, 인쇄 작업, API 요청 등.
- 도착 과정: 고객이 언제 오는가. 평균 도착 간격의 역수가 도착률 λ입니다. 평균 2분마다 한 명이 오면 λ = 0.5명/분.
- 서버: 처리를 담당하는 창구. M/M/1의 “1”은 서버가 1개라는 뜻입니다.
- 서비스 과정: 한 건을 처리하는 데 걸리는 시간. 평균 서비스 시간의 역수가 서비스율 μ입니다. 평균 3분이 걸리면 μ = 1/3건/분 = 20건/시간.
켄달 기호 A/B/c에서 A는 도착 과정, B는 서비스 시간 분포, c는 서버 수입니다. M은 “Markov(무기억성)“의 뜻으로, 도착이라면 포아송 도착(도착 간격이 지수 분포), 서비스라면 지수 분포 서비스 시간을 가리킵니다.
참고: 실러버스에는 “난수를 사용한 시뮬레이션”도 포함되어 있습니다. 공식으로 풀기 어려운 모델은 난수로 도착 간격과 서비스 시간을 생성해 대기 상황을 모의 실험하고 평균값을 추정한다는 정도의 개념을 함께 기억해 두세요.
4. 헷갈리기 쉬운 구분
4.1 대기 시간 Wq vs 시스템 체류 시간 W
- Wq (대기 시간): 도착한 순간부터 서비스가 시작될 때까지 줄에서 기다리는 평균 시간.
- W (체류 시간): 도착한 순간부터 서비스가 끝나 시스템을 떠날 때까지의 평균 시간.
따라서 항상
W = Wq + 1/μ (체류 시간 = 대기 시간 + 평균 서비스 시간)
입니다. 문제에서 “대기 시간”, “待ち時間”이라고 하면 Wq를, “응답 시간”, “系内時間”, “처리가 끝날 때까지”라고 하면 W를 묻는 경우가 많습니다. 문장을 끝까지 읽고 어느 시점에서 시계를 멈추는지 확인하세요.
4.2 응답 시간, 턴어라운드 타임, 처리량
| 지표 | 의미 (일반적인 정의) | 단위 |
|---|---|---|
| 응답 시간 | 대화형 처리에서 요구(입력 완료)부터 시스템이 응답을 돌려주기 시작할 때까지의 시간 | 시간 |
| 턴어라운드 타임 | 작업(주로 배치)을 제출한 시점부터 결과 전체를 받을 때까지의 시간 | 시간 |
| 처리량 | 단위 시간당 완료된 작업 수 | 건/시간 |
주의: 이 경계는 문헌마다 완전히 같지 않습니다. 응답 시간을 “응답 출력이 끝날 때까지”로 보는 자료도 있고, 대기행렬 이론에서는 체류 시간 W를 그냥 “응답 시간”이라고 부르기도 합니다. 시험 문제에서는 문제가 정의한 시작점과 끝점을 따르세요. 응답 시간·턴어라운드 타임은 “한 건이 얼마나 오래 걸리나(지연)”, 처리량은 “단위 시간에 몇 건을 끝내나(속도)“라는 서로 다른 축입니다. 한쪽이 좋아져도 다른 쪽이 반드시 좋아지는 것은 아닙니다.
4.3 도착률, 유효 도착률, 서비스 용량, 이용률, 실제 처리량
| 개념 | 기호 | 의미 |
|---|---|---|
| 제공 도착률 (offered) | λ | 시스템에 들어오려고 시도하는 평균 비율 |
| 유효(수락) 도착률 | λ_eff | 거절·손실·이탈 없이 실제로 시스템 경계 안으로 들어온 비율. 손실 확률이 P_loss라면 λ_eff = λ(1 − P_loss) |
| 서비스 용량 | μ | 서버가 쉬지 않고 계속 일할 때 처리할 수 있는 최대 비율 |
| 이용률 | ρ | 서버가 바쁜 시간의 비율. 서버 1대라면 ρ = λ_eff / μ |
| 실제 처리량 | X | 실제로 완료되어 나가는 비율 |
손실이 없는 안정 시스템의 장기 평균에서는 X = λ_eff = λ 이며, μ가 아닙니다. μ는 “최대로 낼 수 있는 속도”일 뿐, 들어오는 일이 적으면 서버는 일부 시간 놀고 있습니다(1 − ρ의 비율).
5. 단위 규율
- λ와 μ는 반드시 같은 시간 단위(예: 둘 다 건/분)로 맞춘 뒤 계산합니다.
- 1/μ는 평균 서비스 시간입니다. “서비스 시간 15초”를 μ = 15로 넣으면 안 됩니다. μ = 1/15건/초 = 4건/분입니다.
- W, Wq는 시간 단위, L, Lq는 개수(건), ρ는 무차원, 처리량은 건/시간입니다.
- W = 1/(μ − λ)의 결과 단위는 λ, μ의 시간 단위를 따릅니다. 건/시간으로 넣었으면 답은 “시간”이므로 분으로 바꾸려면 60을 곱합니다.
변환 함정의 예: 도착률이 “시간당 180건”, 평균 서비스 시간이 “15초”인 경우, μ = 4건/분을 그대로 쓰고 λ = 180을 넣으면 ρ = 180/4 = 45가 되어 “매우 불안정”이라는 엉뚱한 결론이 나옵니다. 올바르게는 λ = 180/60 = 3건/분, ρ = 3/4 = 0.75입니다.
6. M/M/1 모델의 가정
M/M/1 공식은 다음 가정이 모두 성립할 때의 결과입니다.
- 포아송 도착: 도착은 서로 독립이며 도착 간격이 지수 분포를 따른다(평균 1/λ).
- 지수 분포 서비스 시간: 서비스 시간은 서로 독립이고 지수 분포를 따른다(평균 1/μ). 도착과도 독립.
- 서버 1대.
- 대기 공간과 호출 모집단이 무한: 줄이 아무리 길어도 들어갈 수 있고, 고객 공급원이 줄어들지 않는다.
- 손실·포기(balking)·이탈(reneging) 없음: 온 고객은 모두 줄에 서서 끝까지 서비스를 받는다.
- 작업 보존적 선착순(FCFS): 학습용으로 선착순을 가정하며, 일이 있으면 서버는 놀지 않는다.
- 정상 상태(steady state)는 λ < μ, 즉 ρ < 1일 때만 존재한다.
ρ ≥ 1의 의미: 이 모델에서 ρ ≥ 1이면 장기적으로 줄이 한없이 늘어나는 경향이 있어 유한한 정상 상태 평균이 존재하지 않습니다(공식에 넣으면 분모가 0이거나 음수가 됩니다). 이것은 “M/M/1 공식으로 평균을 구할 수 없다”는 뜻이지, 모든 실제 시스템이 그 순간 멈춘다는 뜻은 아닙니다. 실제 시스템에는 버퍼 한계, 타임아웃, 사용자의 포기, 짧은 피크 후의 회복 등이 있어서, 과부하는 거절·손실이나 백로그 누적, 지연 급증으로 나타납니다. 지속적인 과부하라면 결국 적체가 쌓인다는 점은 같습니다.
7. M/M/1 공식과 유도·검산
정상 상태(ρ < 1)에서 시스템 안에 n개가 있을 확률은 P_n = (1 − ρ)ρⁿ 입니다. 여기서 출발하면:
| 지표 | 공식 | 단위 |
|---|---|---|
| 이용률 | ρ = λ / μ | 무차원 |
| 시스템 내 평균 개수 | L = Σ n·P_n = ρ / (1 − ρ) | 건 |
| 체류 시간 | W = L / λ = 1 / (μ − λ) | 시간 |
| 대기 시간 | Wq = W − 1/μ = ρ / (μ − λ) = λ / [μ(μ − λ)] | 시간 |
| 대기 중 평균 개수 | Lq = λ·Wq = ρ² / (1 − ρ) | 건 |
검산 관계
- W = Wq + 1/μ: 1/(μ − λ) − 1/μ = [μ − (μ − λ)] / [μ(μ − λ)] = λ / [μ(μ − λ)] = Wq ✓
- L = Lq + ρ: ρ/(1 − ρ) − ρ = ρ[1 − (1 − ρ)]/(1 − ρ) = ρ²/(1 − ρ) = Lq ✓ (ρ는 “서비스 중인 평균 개수”이며, 서버가 바쁠 확률 1 − P₀ = ρ와 같습니다.)
- L = λW: λ/(μ − λ) = (λ/μ)/(1 − λ/μ) = ρ/(1 − ρ) ✓
- 자주 쓰는 형태: W = (1/μ)/(1 − ρ), Wq = (1/μ)·ρ/(1 − ρ). 평균 서비스 시간에 “혼잡 계수”를 곱한다고 기억하면 편합니다.
손실이나 거절이 있는 모델에서 리틀의 법칙을 쓸 때는 λ 대신 유효 도착률 λ_eff를 써야 합니다(다음 절).
8. 리틀의 법칙
L = λ_eff · W, Lq = λ_eff · Wq
- 경계 일치: L과 W는 같은 경계에 대한 값이어야 합니다. “줄만”이라면 Lq와 Wq, “줄 + 서비스 중”이라면 L과 W.
- λ_eff 사용: 경계 안으로 실제 들어온 비율을 씁니다. 입구에서 거절된 작업은 경계 안에 들어오지 않았으므로 셈에서 빠집니다.
- 장기 평균, 안정성: 장기간에 걸친 평균이며, 시스템 안의 개수가 한없이 늘어나지 않는 안정한 상태를 전제로 합니다.
- 단위 일치: λ가 건/초면 W도 초.
- M/M/1보다 넓다: 도착·서비스 분포, 서버 수, 서비스 순서에 관계없이 성립합니다. 그래서 M/M/1이 아닌 시스템에서도 “평균 몇 건이 시스템 안에 있나”를 바로 구할 수 있습니다.
9. 처리량과 병목
- 처리량 = 실제 완료 수 / 시간입니다.
- 손실 없는 안정 시스템의 평형 상태에서는 처리량 = 수락된 도착률입니다. 자동으로 μ가 되지 않습니다.
- 처리량의 상한은 용량 μ(서버가 여러 대라면 그 합계 용량)입니다. 도착이 용량을 넘으면 처리량은 용량 근처에서 포화되고, 남는 작업은 적체되거나 거절됩니다.
- 직렬 단계: 모든 작업이 A→B→C를 차례로 거친다면, 지속 가능한 처리량은 가장 용량이 작은 단계(병목) 이하입니다. 용량을 더하면 안 됩니다.
- 파이프라이닝·동시 처리: 각 단계가 동시에 다른 작업을 처리하면(파이프라인), 처리량은 병목 단계의 용량까지 올라갈 수 있습니다. 하지만 한 작업이 모든 단계를 지나는 시간(지연)은 줄어들지 않습니다. 같은 단계에 서버를 병렬로 늘리면 그 단계의 용량이 늘어나며, 그러면 병목이 다른 단계로 옮겨갈 수 있습니다.
10. 풀이 예제
예제 1: M/M/1 전체 계산
창구 1개, 포아송 도착 λ = 12명/시간, 지수 서비스 μ = 20명/시간.
- 단위 확인: 둘 다 명/시간 ✓. 안정성: λ = 12 < μ = 20 ✓
- ρ = 12/20 = 0.6
- 평균 서비스 시간 1/μ = 1/20시간 = 3분
- W = 1/(20 − 12) = 1/8시간 = 7.5분
- Wq = ρ/(μ − λ) = 0.6/8 = 0.075시간 = 4.5분
- L = λW = 12 × 1/8 = 1.5명
- Lq = λWq = 12 × 0.075 = 0.9명
검산: W = Wq + 1/μ = 4.5 + 3 = 7.5분 ✓, L = Lq + ρ = 0.9 + 0.6 = 1.5 ✓, L = ρ/(1 − ρ) = 0.6/0.4 = 1.5 ✓, Lq = ρ²/(1 − ρ) = 0.36/0.4 = 0.9 ✓
예제 2: 단위 변환과 안정성 진단
M/M/1 서버에 요청이 시간당 180건 도착하고, 평균 서비스 시간은 15초입니다.
- 단위 통일(분): λ = 180/60 = 3건/분, μ = 60/15 = 4건/분
- ρ = 3/4 = 0.75 < 1 → 안정
- W = 1/(4 − 3) = 1분, Wq = 0.75/1 = 0.75분 = 45초, L = 3 × 1 = 3건, Lq = 3 × 0.75 = 2.25건
- 검산: Wq + 1/μ = 45초 + 15초 = 60초 = W ✓
함정: λ = 180(시간 단위)과 μ = 4(분 단위)를 섞으면 ρ = 45로 잘못 판정합니다. 또 “15초”를 μ = 15로 넣으면 ρ = 3/15 = 0.2라는 너무 작은 값이 나옵니다.
부하 증가 시: 도착이 시간당 270건(4.5건/분)으로 늘면 ρ = 4.5/4 = 1.125 ≥ 1입니다. M/M/1 모델로는 유한한 정상 상태 평균이 없으므로 W를 공식으로 구하면 안 됩니다(1/(4 − 4.5) = −2분 같은 음수는 무의미). 서비스 용량을 늘리거나 도착을 줄여야 합니다.
예제 3: 경계를 명시한 리틀의 법칙
어떤 API 서버에 요청이 초당 55건 도착하지만, 입구의 수락 제어가 초당 5건을 즉시 거절합니다. 경계 = 수락 이후부터 응답 완료까지의 서버 내부. 수락된 요청의 평균 체류 시간 W = 0.2초, 그중 줄에서 기다리는 평균 시간 Wq = 0.12초입니다. (M/M/1이라고 가정하지 않습니다.)
- λ_eff = 55 − 5 = 50건/초
- L = λ_eff × W = 50 × 0.2 = 10건 (경계 안의 평균 요청 수)
- Lq = λ_eff × Wq = 50 × 0.12 = 6건 (줄에서 기다리는 평균 수)
- 서비스 중인 평균 수 = 10 − 6 = 4건 = 50 × (0.2 − 0.12) = 50 × 0.08 ✓
함정: 제공 도착률 55를 쓰면 L = 11건으로 과대평가됩니다. 거절된 요청은 경계 안에 들어온 적이 없습니다. 처리량도 안정 상태라면 55가 아니라 50건/초입니다.
예제 4: 병목과 처리량
모든 작업이 A → B → C를 차례로 거치는 직렬 처리. 각 단계는 동시에 다른 작업을 처리할 수 있습니다(파이프라인). 용량: A 30건/분, B 12건/분, C 20건/분. 단계 사이 버퍼는 충분히 크다고 합니다.
- 지속 가능한 최대 처리량 = min(30, 12, 20) = 12건/분 (병목 = B). 30 + 12 + 20 = 62건/분은 틀린 계산입니다.
- 도착 10건/분: 모든 단계 용량 이하 → 처리량 = 10건/분(도착률과 같음, 12가 아님). 이용률 A = 10/30 ≈ 0.333, B = 10/12 ≈ 0.833, C = 10/20 = 0.5
- 도착 15건/분: B의 부하 15/12 = 1.25 > 1 → 장기 처리량은 약 12건/분에서 포화, B 앞 적체는 분당 약 3건씩 증가
- B를 같은 용량의 2대로 병렬화하면 B의 용량 24건/분 → 새 병목은 C, 최대 처리량 20건/분
11. 연습 문제 (오리지널 4문항)
아래 4문항은 모두 이 글을 위해 새로 작성한 오리지널 문제이며, IPA 기출 문제가 아닙니다.
문제 1
M/M/1 모델의 창구에 고객이 평균 6명/시간 도착하고, 서비스율은 10명/시간입니다. 고객이 서비스가 시작될 때까지 줄에서 기다리는 평균 시간은 몇 분입니까?
- A. 6분
- B. 9분
- C. 15분
- D. 37.5분
정답: B
계산: ρ = 6/10 = 0.6, 1/μ = 6분, W = 1/(10 − 6) = 0.25시간 = 15분, Wq = ρ/(μ − λ) = 0.6/4 = 0.15시간 = 9분. 검산 Wq + 1/μ = 9 + 6 = 15 = W ✓
- A. 6분은 평균 서비스 시간 1/μ입니다. 기다리는 시간이 아닙니다.
- B. 정답. 줄에서 기다리는 시간 Wq입니다.
- C. 15분은 서비스 시간까지 포함한 체류 시간 W입니다. W와 Wq를 혼동한 함정입니다.
- D. 37.5분은 W = 15분을 다시 1 − ρ로 나눈 값(15/0.4)으로, 혼잡 계수를 두 번 적용한 오류입니다.
문제 2
인쇄 서버(M/M/1로 가정)에 작업이 평균 50초에 1건 도착하고, 한 건의 평균 처리 시간은 40초입니다. 옳은 설명은 어느 것입니까?
- A. 도착률 72건/시간과 서비스율 1.5건/분으로 계산하면 ρ = 48이므로 시스템은 불안정하다.
- B. ρ = 0.8이므로 줄에서 기다리는 평균 시간 Wq는 200초이다.
- C. ρ < 1이므로 줄은 생기지 않는다.
- D. ρ = 0.8이고, 작업이 도착해서 처리가 끝날 때까지의 평균 시간 W는 200초이다.
정답: D
계산(초 단위): λ = 1/50건/초, μ = 1/40건/초, ρ = 40/50 = 0.8. W = 1/(μ − λ) = 1/(0.025 − 0.02) = 1/0.005 = 200초 (= 40/(1 − 0.8)). Wq = W − 1/μ = 200 − 40 = 160초. Lq = ρ²/(1 − ρ) = 0.64/0.2 = 3.2건.
- A. 72건/시간(시간 단위)과 1.5건/분(분 단위)을 섞은 단위 함정입니다. 같은 단위로는 72건/시간 ÷ 90건/시간 = 0.8로 안정합니다.
- B. 200초는 W입니다. Wq는 200 − 40 = 160초입니다.
- C. ρ < 1은 평균적으로 처리 능력이 충분하다는 뜻일 뿐이며, 무작위 도착 때문에 줄은 생깁니다(Lq = 3.2건).
- D. 정답.
문제 3
어떤 예약 시스템에 요청이 분당 120건 들어오지만, 그중 분당 20건은 입구에서 즉시 거절되어 시스템에 들어가지 않습니다. 수락된 요청은 수락 시점부터 완료까지 평균 3초 머뭅니다. 장기적으로 안정하다고 할 때, 수락된 요청이 시스템 안에 평균 몇 건 있습니까?
- A. 5건
- B. 6건
- C. 300건
- D. 360건
정답: A
계산: λ_eff = 120 − 20 = 100건/분 = 100/60건/초, L = λ_eff × W = (100/60) × 3 = 5건. 경계는 “수락 후 ~ 완료”이고, 리틀의 법칙은 분포 가정이 필요 없으므로 M/M/1이 아니어도 적용됩니다.
- A. 정답.
- B. 거절된 요청까지 포함한 120건/분 = 2건/초를 써서 2 × 3 = 6건으로 계산한 오류입니다.
- C. 100건/분과 3초를 단위 변환 없이 곱한 오류(100 × 3)입니다.
- D. 120건/분과 3초를 단위 변환 없이 곱한 오류(120 × 3)로, 두 가지 실수가 겹쳤습니다.
문제 4
모든 작업이 단계 1 → 2 → 3을 차례로 거치는 직렬 처리 시스템이 있습니다. 각 단계는 동시에 서로 다른 작업을 처리합니다. 단계별 처리 용량은 1: 40건/시간, 2: 25건/시간, 3: 30건/시간입니다. 작업은 20건/시간으로 도착하고 손실은 없으며 장기적으로 안정합니다. 장기 평균 처리량은 얼마입니까?
- A. 95건/시간
- B. 25건/시간
- C. 20건/시간
- D. 약 10.2건/시간
정답: C
계산: 병목 용량 = min(40, 25, 30) = 25건/시간 > 도착 20건/시간 → 모든 단계가 안정. 손실 없는 안정 상태에서 처리량 = 도착률 = 20건/시간. 병목(단계 2)의 이용률은 20/25 = 0.8.
- A. 용량을 더한 값(40 + 25 + 30)입니다. 직렬 단계에서는 용량을 더하지 않습니다.
- B. 병목 용량 25건/시간은 처리량의 상한입니다. 도착이 20건/시간뿐이므로 실제 처리량은 25가 되지 않습니다.
- C. 정답.
- D. 1/(1/40 + 1/25 + 1/30) ≈ 10.2건/시간은 라인 전체에 한 번에 한 작업만 있는(파이프라인이 없는) 경우의 값입니다. 이 문제는 단계가 동시에 동작하므로 해당하지 않습니다.
12. 공식 정리표
| 항목 | 공식 / 규칙 |
|---|---|
| 이용률 | ρ = λ/μ (서버 1대, 손실이 있으면 λ_eff/μ) |
| 안정 조건 (M/M/1) | λ < μ (ρ < 1) |
| 평균 서비스 시간 | 1/μ |
| 체류 시간 | W = 1/(μ − λ) = (1/μ)/(1 − ρ) |
| 대기 시간 | Wq = ρ/(μ − λ) = λ/[μ(μ − λ)] |
| 시스템 내 평균 개수 | L = λW = ρ/(1 − ρ) |
| 대기 중 평균 개수 | Lq = λWq = ρ²/(1 − ρ) |
| 검산 | W = Wq + 1/μ, L = Lq + ρ |
| 리틀의 법칙 | L = λ_eff·W, Lq = λ_eff·Wq (같은 경계, 장기 평균, 같은 단위) |
| 처리량 (안정·무손실) | X = 수락 도착률 ≤ 용량 |
| 직렬 단계 | 최대 처리량 = 각 단계 용량의 최솟값 |
13. 자주 하는 실수
- Wq를 묻는데 W를 답한다 (또는 반대).
- λ는 시간당, μ는 분당인 채로 나눈다.
- 평균 서비스 시간을 μ로 그대로 쓴다 (μ = 1/서비스 시간).
- ρ ≥ 1인데 공식에 넣어 음수나 무한대 값을 “답”으로 쓴다.
- ρ < 1이면 줄이 생기지 않는다고 생각한다.
- 리틀의 법칙에 거절된 요청까지 포함한 제공 도착률을 쓴다.
- L(시스템 전체)과 Wq(줄만)처럼 경계가 다른 값을 짝지운다.
- 처리량을 무조건 μ라고 생각한다.
- 직렬 단계의 용량을 더한다.
- 응답 시간·턴어라운드 타임의 경계를 문제의 정의와 다르게 해석한다.
14. 최종 자가 점검
- 1/μ가 무엇을 뜻하는지 단위와 함께 말할 수 있다.
- λ = 12/시간, μ = 20/시간에서 ρ, W, Wq, L, Lq를 보지 않고 계산할 수 있다.
- W = Wq + 1/μ와 L = Lq + ρ로 답을 검산할 수 있다.
- M/M/1의 가정과 ρ ≥ 1의 의미를 설명할 수 있다.
- 리틀의 법칙을 적용하기 전에 경계, λ_eff, 단위를 확인하는 습관이 있다.
- 직렬 처리의 처리량이 병목 용량과 도착률 중 작은 쪽임을 설명할 수 있다.
- 응답 시간, 턴어라운드 타임, 처리량을 각각 한 문장으로 구분할 수 있다.
15. 복습 계획 (1/3/7일)
기록이나 데이터 수집 없이 스스로 진행하는 간단한 계획입니다.
- 1일 후: 공식 정리표를 가리고 예제 1을 처음부터 다시 풀어 검산까지 합니다.
- 3일 후: 연습 문제 4문항을 다시 풀고, 각 오답 선택지가 왜 틀렸는지 소리 내어 설명합니다.
- 7일 후: 숫자를 바꿔 직접 문제를 하나 만들어 봅니다(예: λ = 8/시간, μ = 10/시간). 단위 변환 하나와 병목 하나를 반드시 넣습니다.
16. 실러버스 대응
- 大分類1:基礎理論/中分類1:基礎理論/2. 応用数学/(6)待ち行列理論
- 大分類2:コンピュータシステム/中分類4:システム構成要素/2. システムの評価指標/(1)システムの性能特性と評価/①システムの性能指標
17. 출처·참고
- IPA 「応用情報技術者試験(レベル3)シラバス Ver.7.2」 https://www.ipa.go.jp/shiken/syllabus/omgdg50000005kq5-att/syllabus_ap_ver7_2.pdf 확인일: 2026-10-20
이 글의 개정일: 2026-10-20
실러버스는 출제 범위를 확인하기 위한 근거로만 사용했습니다. 이 글의 설명, 예제, 연습 문제는 모두 독자적으로 작성했으며, IPA 기출 문제를 사용하지 않았습니다. IPA의 승인이나 검토를 받은 자료가 아닙니다.