応用情報技術者 2011年春期午前2 問19

問題文

OSのスケジューリング方式に関する記述のうち、適切なものはどれか。

選択肢

ア：処理時間順方式では、既に消費した CPU 時間の長いジョブに高い優先度を与える。

イ：到着順方式では、ラウンドロビン方式に比べて特に処理時間の短いジョブの応答時間が短くなる。

ウ：優先度順方式では、一部のジョブの応答時間が極端に長くなることがある。（正解）

エ：ラウンドロビン方式では、ジョブに割り当てる CPU 時間 (タイムクウォンタム)を短くするほど、到着順方式に近づく。

OSのスケジューリング方式に関する問題【午前2 解説】

要点まとめ

結論：優先度順方式では、優先度の低いジョブの応答時間が極端に長くなることがあるため注意が必要です。
根拠：優先度順方式は高優先度ジョブを優先的に処理するため、低優先度ジョブが後回しにされやすい特徴があります。
差がつくポイント：各スケジューリング方式の特徴とジョブの応答時間や公平性への影響を正確に理解することが重要です。

正解の理由

選択肢ウ「優先度順方式では、一部のジョブの応答時間が極端に長くなることがある。」が正解です。
優先度順方式は高い優先度のジョブを優先的に処理するため、低優先度のジョブはCPU割り当てが遅れ、応答時間が非常に長くなる「飢餓状態（スタベーション）」が発生する可能性があります。これが正しい記述です。

よくある誤解

処理時間順方式や到着順方式がすべて公平であると誤解しがちですが、ジョブの特性によって応答時間に大きな差が生じることがあります。
また、ラウンドロビン方式のタイムクウォンタムの調整効果を誤解し、到着順方式に近づくとは限らない点も注意が必要です。

解法ステップ

各スケジューリング方式の特徴を整理する（処理時間順、到着順、優先度順、ラウンドロビン）。
処理時間順方式は短い処理時間のジョブを優先するため、長いジョブは不利になることを理解。
到着順方式はジョブが到着した順に処理されるため、短いジョブの応答時間が必ずしも短くならないことを確認。
優先度順方式は優先度の低いジョブが後回しになる可能性があることを把握。
ラウンドロビン方式のタイムクウォンタムを短くすると、CPU切り替えが頻繁になり、到着順方式とは異なる挙動になることを理解。
選択肢の記述と照らし合わせて正誤を判断する。

選択肢別の誤答解説

ア：処理時間順方式は「短い処理時間のジョブに高い優先度を与える」ため、消費したCPU時間が長いジョブに優先度が高いのは誤りです。
イ：到着順方式は単純に到着順に処理するため、処理時間の短いジョブの応答時間が特に短くなるとは限りません。ラウンドロビン方式の方が公平性が高いです。
ウ：正解。優先度順方式は低優先度ジョブの応答時間が長くなることがあるため適切な記述です。
エ：ラウンドロビン方式でタイムクウォンタムを短くすると、CPU切り替えが頻繁になりオーバーヘッドが増えますが、到着順方式に近づくわけではありません。

補足コラム

優先度順方式の飢餓状態を防ぐために「エイジング（aging）」という手法が用いられます。これは、待ち時間が長くなるほど優先度を徐々に上げていく方法で、低優先度ジョブの応答時間を改善します。
また、ラウンドロビン方式はタイムクウォンタムの長さによって応答性とスループットのバランスを調整できるため、システムの特性に応じて適切な値を設定することが重要です。