応用情報技術者 2022年 秋期 午前2 問09
問題文
キャッシュメモリのライトスルーの説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：CPUメモリに書込み動作をするとき、キャッシュメモリだけにデータを書き込む。
イ：CPUメモリに書込み動作をするとき、キャッシュメモリと主記憶の両方に同時にデータを書き込む。（正解）
ウ：主記憶のデータの変更は、キャッシュメモリから当該データが追い出される時に行う。
エ：主記憶へのアクセス頻度が少ないので、バスの占有率が低い。
キャッシュメモリのライトスルーの説明【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：ライトスルー方式は、CPUが書き込みを行う際にキャッシュと主記憶の両方に同時にデータを書き込む方式です。
- 根拠：これによりキャッシュと主記憶のデータの整合性が保たれ、最新のデータが常に主記憶に反映されます。
- 差がつくポイント：ライトスルーは書き込み遅延が大きいが、データの一貫性が高い点が他方式との大きな違いです。
正解の理由
イ: CPUメモリに書込み動作をするとき、キャッシュメモリと主記憶の両方に同時にデータを書き込む。
ライトスルー方式は、CPUが書き込みを行う際にキャッシュだけでなく主記憶にも同時に書き込むため、キャッシュと主記憶の内容が常に一致します。これによりデータの整合性が保たれ、他のデバイスやプロセッサが主記憶の最新データを参照可能です。
ライトスルー方式は、CPUが書き込みを行う際にキャッシュだけでなく主記憶にも同時に書き込むため、キャッシュと主記憶の内容が常に一致します。これによりデータの整合性が保たれ、他のデバイスやプロセッサが主記憶の最新データを参照可能です。
よくある誤解
ライトバック方式と混同し、書き込みはキャッシュだけに行い、主記憶は後で更新すると誤解されがちです。ライトスルーは即時に両方に書き込みます。
解法ステップ
- キャッシュメモリの書き込み方式には主にライトスルーとライトバックがあることを理解する。
- ライトスルーは書き込み時にキャッシュと主記憶の両方に同時書き込みする方式であることを確認する。
- 選択肢の説明と照らし合わせ、同時書き込みを示すものを選ぶ。
- 他の選択肢がライトバックやキャッシュの追い出し時の書き込みなど異なる方式を説明していることを確認する。
- 正解は「イ」であると判断する。
選択肢別の誤答解説
- ア: キャッシュだけに書き込むのはライトバック方式の一部であり、ライトスルーの説明としては誤りです。
- イ: 正解。キャッシュと主記憶に同時書き込みするライトスルーの特徴を正しく表しています。
- ウ: 主記憶への書き込みをキャッシュの追い出し時に行うのはライトバック方式の説明であり、ライトスルーではありません。
- エ: 主記憶へのアクセス頻度が少ないのはライトバック方式の特徴で、ライトスルーは主記憶への書き込みが多いためバスの占有率が高くなります。
補足コラム
ライトスルー方式はデータの整合性が高い反面、主記憶への書き込みが頻繁に発生するため、書き込み遅延やバスの負荷が増加します。一方、ライトバック方式は書き込みをキャッシュ内でまとめて行うため高速ですが、データの整合性管理が複雑になります。用途やシステム設計に応じて使い分けられます。
FAQ
Q: ライトスルー方式はなぜデータの整合性が高いのですか？
A: 書き込み時にキャッシュと主記憶の両方に同時にデータを書き込むため、常に最新のデータが主記憶に反映されているからです。
A: 書き込み時にキャッシュと主記憶の両方に同時にデータを書き込むため、常に最新のデータが主記憶に反映されているからです。
Q: ライトバック方式とライトスルー方式の違いは何ですか？
A: ライトバックは書き込みをキャッシュ内で行い、主記憶への書き込みは後回しにする方式で、ライトスルーは書き込み時にキャッシュと主記憶の両方に同時に書き込みます。
A: ライトバックは書き込みをキャッシュ内で行い、主記憶への書き込みは後回しにする方式で、ライトスルーは書き込み時にキャッシュと主記憶の両方に同時に書き込みます。
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