基本情報技術者 2012年秋期午前（科目A）問18

問題文

OSが記憶領域の割当てと解放を繰り返すことによって、細切れの未使用領域が多数できてしまう場合がある。この現象を何というか。

選択肢

ア：コンパクション

イ：スワッピング

ウ：フラグメンテーション（正解）

エ：ページング

記憶領域の細切れ化（フラグメンテーション）【午前2 解説】

要点まとめ

結論：OSが割当てと解放を繰り返すことで未使用領域が細かく分断される現象はフラグメンテーションと呼びます。
根拠：連続した大きな空間が断片化し、合計の空き領域はあっても連続した領域が確保できない点が特徴です。
差がつくポイント：外部（大きな塊が取れない）と内部（割当ブロックの無駄）を区別し、対策手法を押さえておくと得点差が出ます。

正解の理由

選択肢の中で「OSが記憶領域の割当てと解放を繰り返すことによって、細切れの未使用領域が多数できてしまう場合」を説明している用語は、ウのフラグメンテーションです。
フラグメンテーションはメモリ内の空き領域が断片化して連続した大きな領域を確保できなくなる現象で、設問の記述と一致します。

よくある誤解

「コンパクション（ア）」と混同する：コンパクションはフラグメンテーションが生じた際に空き領域をまとめる対処法であり、現象そのものではありません。
「ページング（エ）がフラグメンテーションそのもの」ではない：ページングは固定サイズのページで扱うことで外部フラグメンテーションを軽減しますが、内部フラグメンテーションは残り得ます。
「スワッピング（イ）は断片化の別名」ではない：スワッピングはプロセス全体を補助記憶と主記憶間で出し入れする手法で、断片化の現象説明ではありません。

解法ステップ

問題文のキーワードを抽出：「割当てと解放を繰り返す」「細切れの未使用領域」「多数できてしまう」。
用語の意味を瞬時に照合：割当・解放の繰り返しで生じる「断片化」と合致するか確認。
選択肢を対照：コンパクション＝整理、スワッピング＝入れ替え、ページング＝固定長ページ、フラグメンテーション＝断片化。
最終判断：設問文は現象の定義なので「フラグメンテーション」を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

ア: コンパクション
- 説明：メモリ内の空き領域を連続化する操作（断片化への対処法）。
- なぜ誤りか：設問は「現象」を問うており、コンパクションはその解決手段であって現象名ではありません。
イ: スワッピング
- 説明：プロセスを補助記憶と主記憶の間で入れ替える方式。
- なぜ誤りか：メモリの断片化そのものを指す用語ではなく、プロセス管理の技術です。
ウ: フラグメンテーション（正解）
- 説明：割当と解放の繰り返しにより空き領域が断片化する現象。設問文そのものの定義です。
エ: ページング
- 説明：主記憶を固定長ページに分割して管理する方式。
- なぜ誤りか：ページングは外部フラグメンテーションを抑える手法ですが、設問は現象名を要求している点で不適切です。

補足コラム

フラグメンテーションには大きく分けて「外部フラグメンテーション」と「内部フラグメンテーション」があります。外部は空き領域が細切れで連続領域が取れない状態、内部は割当ブロック内の未使用部分が無駄になる状態です。
対策としてはコンパクション（空きを詰める）、ページング（固定サイズで管理して外部断片を防ぐ）、セグメンテーション（論理単位で管理）などがあり、用途や性能トレードオフを考慮して選択されます。例えばリアルタイム性が高いシステムではコンパクションによる遅延が問題となるため、ページングなどを使うことが多いです。

FAQ

Q: ページングでフラグメンテーションは完全になくなりますか？
A: 外部フラグメンテーションは大幅に軽減されますが、ページ内部の未使用領域により内部フラグメンテーションは残ることがあります。

Q: コンパクションはいつ実行されますか？
A: 通常はメモリが極端に断片化して大きな割当が失敗する場合に実施されますが、実行には移動コストと停止時間が伴います。

Q: フラグメンテーションはディスクにも起きますか？
A: はい。ファイルシステムでもファイルの割当と削除を繰り返すと断片化が生じ、アクセス性能低下の原因になります。

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