応用情報技術者 2013年 秋期 午前2 問12
問題文
DMAの説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：CPU が磁気ディスクと主記憶とのデータの受渡しを行う転送方式である。
イ：主記憶の入出力専用アドレス空間に入出力装置のレジスタを割り当てる方式である。
ウ：専用の制御回路が入出力装置、 主記憶などの間のデータ転送を行う方式である。（正解）
エ：複数の命令の実行ステージを部分的にオーバラップさせて同時に処理し、全体としての処理時間を短くする方式である。
DMAの説明 +【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：DMAは専用制御回路が入出力装置と主記憶間のデータ転送を直接行う方式です。
- 根拠：CPUを介さずにデータ転送を行うため、CPUの負荷を軽減し効率的な処理が可能です。
- 差がつくポイント：DMAとCPU主導の転送方式の違いや、パイプライン処理との混同を避けることが重要です。
正解の理由
選択肢ウは「専用の制御回路が入出力装置と主記憶の間のデータ転送を行う方式」とあり、DMA（Direct Memory Access）の本質を正確に表しています。DMAはCPUを介さずにデータ転送を行うため、CPUの処理負荷を減らしシステム全体の効率を向上させます。
よくある誤解
DMAはCPUが直接データ転送を行う方式ではありません。また、パイプライン処理（選択肢エ）とは全く異なる概念です。
解法ステップ
- DMAの役割を理解する（CPUを介さずにデータ転送を行うこと）。
- 各選択肢の説明とDMAの特徴を照合する。
- CPUが直接転送する方式（選択肢ア）や入出力専用アドレス空間の説明（選択肢イ）と区別する。
- パイプライン処理（選択肢エ）との違いを明確にする。
- 最もDMAの定義に合致する選択肢ウを選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- ア: CPUが磁気ディスクと主記憶のデータ受渡しを行う方式はDMAではなく、CPU主導の転送方式です。
- イ: 入出力専用アドレス空間の割り当てはメモリマップドI/Oの説明であり、DMAとは異なります。
- ウ: 正解。DMAの基本的な説明に合致しています。
- エ: 複数命令の実行ステージを重ねるパイプライン処理の説明であり、DMAとは無関係です。
補足コラム
DMAは大量のデータ転送を効率的に行うために用いられ、特にディスクやネットワークなど高速な入出力装置で効果を発揮します。CPUの介入を減らすことで、CPUは他の処理に専念できるためシステム全体のパフォーマンス向上に寄与します。
FAQ
Q: DMAを使うメリットは何ですか？
A: CPUの負荷を軽減し、データ転送を高速かつ効率的に行える点です。
A: CPUの負荷を軽減し、データ転送を高速かつ効率的に行える点です。
Q: DMAとメモリマップドI/Oの違いは？
A: DMAは専用制御回路による直接転送方式、メモリマップドI/Oは入出力装置のレジスタを主記憶のアドレス空間に割り当てる方式です。
A: DMAは専用制御回路による直接転送方式、メモリマップドI/Oは入出力装置のレジスタを主記憶のアドレス空間に割り当てる方式です。
関連キーワード: DMA, 直接メモリアクセス、データ転送、CPU負荷軽減、パイプライン処理、メモリマップドI/O
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