応用情報技術者 2014年 春期 午前2 問16
問題文
OSのプロセス制御におけるプリエンプティブ方式に関する記述のうち、適切なものはどれか。
選択肢
ア：各プロセスがシステム資源を自主管理できるので、マルチプログラミングに向いている。
イ：ノンプリエンプティブ方式に比べて、コンテキスト切替えのためのオーバヘッドが小さい。
ウ：ノンプリエンプティブ方式に比べて、特定のプロセスがプロセッサを独占することが多い。
エ：プリエンプティブ方式を実現するには、OSがプロセスを強制的に切り替えて実行する機構が必要になる。（正解）
OSのプロセス制御におけるプリエンプティブ方式に関する問題【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：プリエンプティブ方式ではOSがプロセスを強制的に切り替える機構が必要です。
- 根拠：プリエンプティブ方式はCPUを占有するプロセスをOSが強制的に中断し、他のプロセスに切り替える仕組みだからです。
- 差がつくポイント：プリエンプティブ方式とノンプリエンプティブ方式の違いを理解し、切替えの主体がOSかプロセスかを押さえることが重要です。
正解の理由
選択肢エは「プリエンプティブ方式を実現するには、OSがプロセスを強制的に切り替えて実行する機構が必要になる」と述べています。これは正しいです。プリエンプティブ方式では、OSがタイマー割込みなどを利用して現在実行中のプロセスを強制的に中断し、別のプロセスにCPUを割り当てます。これにより公平なCPU利用と応答性の向上が可能となります。
よくある誤解
プリエンプティブ方式は「プロセスが自分でCPUを手放す」方式ではなく、OSが制御して切り替える方式です。これを混同すると誤答しやすいです。
解法ステップ
- プリエンプティブ方式の定義を確認する。
- OSがプロセスの実行を強制的に中断できるかを考える。
- ノンプリエンプティブ方式との違いを整理する。
- 選択肢の内容がこれらの特徴に合致しているかを判断する。
選択肢別の誤答解説
- ア: 「各プロセスがシステム資源を自主管理できる」は誤り。資源管理はOSが行い、プリエンプティブ方式の特徴ではありません。
- イ: 「コンテキスト切替えのオーバヘッドが小さい」は誤り。プリエンプティブ方式は頻繁に切替えるためオーバヘッドは大きくなりがちです。
- ウ: 「特定のプロセスがプロセッサを独占することが多い」は誤り。プリエンプティブ方式は独占を防ぐために切替えを強制します。
- エ: 正解。OSが強制的に切り替える機構が必要であることを正しく述べています。
補足コラム
プリエンプティブ方式はリアルタイムOSやマルチタスクOSで広く採用されており、応答性や公平性を高めるために不可欠な技術です。一方、ノンプリエンプティブ方式は単純でオーバヘッドが少ないため、特定の用途で使われますが、応答性に劣ります。
FAQ
Q: プリエンプティブ方式でプロセスは自分の意思でCPUを手放しますか？
A: いいえ。OSが強制的にCPUを切り替えます。プロセス自身が手放すのはノンプリエンプティブ方式です。
A: いいえ。OSが強制的にCPUを切り替えます。プロセス自身が手放すのはノンプリエンプティブ方式です。
Q: プリエンプティブ方式のデメリットは何ですか？
A: コンテキスト切替えのオーバヘッドが大きくなることや、同期処理が複雑になることがあります。
A: コンテキスト切替えのオーバヘッドが大きくなることや、同期処理が複雑になることがあります。
関連キーワード: プリエンプティブ方式、プロセス制御、コンテキストスイッチ、マルチタスク、OS制御
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