応用情報技術者 2012年 春期 午前2 問21
問題文
ページング方式の仮想記憶において、ページ置換えの発生頻度が高くなり、システムの処理能力が急激に低下することがある。このような現象を何と呼ぶか。
選択肢
ア：スラッシング（正解）
イ：スワップアウト
ウ：フラグメンテーション
エ：ページフォールト
ページング方式の仮想記憶におけるスラッシング【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：ページ置換えの頻度が高まり処理能力が急激に低下する現象は「スラッシング」と呼ばれます。
- 根拠：スラッシングは仮想記憶のページングで、メモリ不足により頻繁にページフォールトが発生し、CPUがページ置換えに多くの時間を費やす状態です。
- 差がつくポイント：スワップアウトやページフォールトとの違いを理解し、スラッシングがシステム全体の性能低下を引き起こす点を押さえることが重要です。
正解の理由
選択肢アの「スラッシング」は、ページ置換えが頻繁に発生し、CPUが実際の処理よりもページの入れ替えに時間を取られてしまう現象を指します。これによりシステムの処理能力が著しく低下します。問題文の「ページ置換えの発生頻度が高くなり、システムの処理能力が急激に低下する」という状況に最も適合する用語です。
よくある誤解
スワップアウトはメモリからディスクへのページの退避を指し、単なるページフォールトはページがメモリにない状態での割り込みです。これらはスラッシングの原因や結果の一部ですが、現象そのものではありません。
解法ステップ
- 問題文の「ページ置換えの発生頻度が高くなる」部分に注目する。
- 「システムの処理能力が急激に低下する」という影響を確認する。
- 各選択肢の意味を整理し、頻繁なページ置換えによる性能低下を表す用語を選ぶ。
- 「スラッシング」が該当することを判断し、選択肢アを選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- イ: スワップアウト
メモリからディスクへページを退避させる操作であり、頻度の高さや性能低下の現象を指しません。 - ウ: フラグメンテーション
メモリの断片化を意味し、ページ置換えの頻度や処理能力低下とは直接関係ありません。 - エ: ページフォールト
ページがメモリに存在しないため発生する割り込みで、単一のイベントであり頻度の高さやシステム全体の性能低下を示す用語ではありません。
補足コラム
スラッシングは、仮想記憶管理における重大な問題で、主に物理メモリが不足している場合に発生します。対策としては、メモリの増設や、ページングアルゴリズムの改善、ワーキングセットサイズの調整などがあります。スラッシングを理解することは、効率的なメモリ管理やシステム性能の最適化に不可欠です。
FAQ
Q: スラッシングはなぜ処理能力を低下させるのですか？
A: 頻繁なページ置換えによりCPUがページの入れ替え処理に多くの時間を費やし、実際のプログラム処理が遅れるためです。
A: 頻繁なページ置換えによりCPUがページの入れ替え処理に多くの時間を費やし、実際のプログラム処理が遅れるためです。
Q: スラッシングとページフォールトの違いは何ですか？
A: ページフォールトは単一のページがメモリにない状態で発生する割り込みで、スラッシングはそのページフォールトが頻発しシステム全体の性能が低下する現象です。
A: ページフォールトは単一のページがメモリにない状態で発生する割り込みで、スラッシングはそのページフォールトが頻発しシステム全体の性能が低下する現象です。
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