応用情報技術者 2017年 秋期 午前2 問17
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現象【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：ページ置換えの頻度が極端に増加し、システムの処理能力が著しく低下する現象は「スラッシング」と呼ばれます。
- 根拠：スラッシングは、メモリ不足によりページフォールトが多発し、CPUがページの入れ替え処理に追われてしまうためです。
- 差がつくポイント：スラッシングと似た用語（スワップアウト、フラグメンテーション、ページフォールト）との違いを正確に理解することが重要です。
正解の理由
ア: スラッシングは、仮想記憶のページ置換えが頻繁に発生し、CPUがページの入れ替え処理に多くの時間を費やすため、実際の処理がほとんど進まなくなる現象を指します。これによりシステム全体の処理能力が急激に低下します。問題文の状況に最も適した用語です。
よくある誤解
スワップアウトはページをディスクに退避する操作であり、スラッシングとは異なります。ページフォールトはページがメモリにない状態で発生するイベントで、スラッシングはその頻度が異常に高い状態を指します。
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」点に注目する。
- 「システムの処理能力が急激に低下する」ことから、単なるページフォールトではなく異常事態であると判断。
- 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示す用語を選ぶ。
- 「スラッシング」が該当するため、これを正解とする。
選択肢別の誤答解説
- イ: スワップアウト
ページをメモリからディスクに退避する操作であり、頻度の増加や性能低下を示す用語ではありません。 - ウ: フラグメンテーション
メモリの断片化を指し、ページ置換えの頻度や性能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際に発生するイベントで、頻度が高いことはスラッシングの一因ですが、現象そのものを指す言葉ではありません。
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あり、メモリ容量の増加やページ置換えアルゴリズムの改善、ワーキングセットの適切な管理によって回避されます。特にワーキングセットモデルは、プロセスが必要とするページ数を動的に管理し、スラッシングを防ぐ手法として有効です。
FAQ
Q: スラッシングが発生するとシステムはどうなるのですか？
A: 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ほとんど進まなくなります。
A: 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ほとんど進まなくなります。
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ページがメモリにない時に発生する単一のイベントで、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性能が著しく低下する状態を指します。
A: ページフォールトはページがメモリにない時に発生する単一のイベントで、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性能が著しく低下する状態を指します。
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