応用情報技術者 2014年秋期午前2 問17

問題文

固定区画方式を使用した主記憶において、大きさが100kバイト、200kバイト,300kバイト、400kバイトの区画をそれぞれ一つ設定する。この主記憶に、大きさが250kバイト、250kバイト、50kバイトのプログラムをベストフィット方式で割り当てた。この時点で、使用できない領域は合計で何kバイト生じているか。

選択肢

ア：200

イ：250（正解）

ウ：350

エ：450

固定区画方式のベストフィット割り当て問題【午前2 解説】

要点まとめ

結論：ベストフィット方式で割り当てると、使用できない領域は合計250kバイトとなる。
根拠：各プログラムを最も適した区画に割り当て、残りの空き容量を計算すると合計250kバイトの断片化が発生する。
差がつくポイント：固定区画のサイズとプログラムのサイズを正確に比較し、ベストフィットの意味を理解して割り当てることが重要。

正解の理由

ベストフィット方式は、プログラムのサイズに対して最も小さいが十分な区画を選ぶ方法です。

250kバイトのプログラム2つは、300kバイトと400kバイトの区画に割り当てられます。300k区画に250kプログラムを入れると50kの空きが生じ、400k区画に250kプログラムを入れると150kの空きが生じます。
50kバイトのプログラムは100kバイトの区画に割り当てられ、50kの空きが生じます。
200kバイトの区画は未使用で空き200kバイト。
しかし、200kバイトの区画は250kバイトのプログラムには小さすぎて割り当てられず、未使用のままです。
使用できない領域は、割り当てられた区画の空き（50+150+50=250kバイト）であり、未使用の200kバイト区画は割り当てられないため含みません。
したがって、合計250kバイトが使用できない領域となり、正解はイです。

よくある誤解

固定区画の未使用区画も使用できない領域と混同しがちですが、割り当てられた区画内の空き容量のみが断片化として扱われます。
また、ベストフィットは単に最小の空き区画を選ぶのではなく、プログラムが入る最小の区画を選ぶ点に注意が必要です。

解法ステップ

各区画のサイズを確認する（100k, 200k, 300k, 400k）。
プログラムのサイズを確認する（250k, 250k, 50k）。
ベストフィット方式でプログラムを割り当てる。
- 250kプログラム → 300k区画（空き50k）
- 250kプログラム → 400k区画（空き150k）
- 50kプログラム → 100k区画（空き50k）
200k区画は250kプログラムに小さすぎて割り当て不可。
割り当てられた区画の空き容量を合計（50+150+50=250k）。
使用できない領域は250kバイトと判定。

選択肢別の誤答解説

ア: 200kバイトは未使用の200k区画のサイズであり、割り当てられた区画の空き容量ではないため誤り。
イ: 250kバイトは割り当てられた区画内の空き容量の合計で正解。
ウ: 350kバイトは空き容量の合計を誤って計算した結果であり、実際の空きは250k。
エ: 450kバイトは全区画の空き容量を誤って合計したもので、割り当てられた区画の空き容量とは異なる。

補足コラム

固定区画方式は区画サイズが固定されているため、プログラムのサイズと区画のサイズのミスマッチによる内部断片化が発生しやすいです。
ベストフィット方式は断片化を減らすために最適な区画を選びますが、固定区画方式では区画の大きさが固定されているため、断片化の完全解消は困難です。
この問題はメモリ管理の基本的な理解と、割り当て方式の違いを理解する良い練習になります。