基本情報技術者 2017年 秋期 午前（科目A） 問19

メモリの動的再配置による移動時間の計算【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論: セグメント3（800kB）をセグメント2の空きへ左へ移動して合計12.0ミリ秒が必要です。
• 根拠: 移動量は800,000バイト、4バイト単位での読み書き（各30ns）なので1アクセス当たり60ns、合計で12msになります。
• 差がつくポイント: 4バイト単位、読み取り＋書き込み両方の時間、1k=1,000バイトという条件を見落とさないことが重要です。

正解の理由

• アクセス回数: $800,000÷4=200,000$ 回
• 合計時間: $200,000\times 60\text{ns}=12,000,000\text{ns}=12.0\text{ ms}$

よくある誤解

• 誤解1: 「移動量は空いたセグメント分（100kB）だけ」と考え、コピー量を100kBとする誤り。実際は隣接するセグメント全体を移す必要があります。
• 誤解2: 「読み取りだけ、または書き込みだけの時間を考える」ことで時間を半分にしてしまうミス。両方加算する必要があります。
• 誤解3: 「1k=1024バイト」として計算するが、本問では1kバイト＝1,000バイトと明記されています。

解法ステップ

1. メモリ配置を確認し、空き領域を連続化するために移動が必要なセグメントを特定する（セグメント3を移動）。
2. 移動すべきデータ量を求める（セグメント3のサイズ：800kB = 800,000バイト）。
3. 4バイト単位でのアクセス回数を計算する：$800,000÷4=200,000$ 回。
4. 1回の4バイト移動に要する時間を計算する：読み取り30ns＋書き込み30ns＝60ns。
5. 合計時間を求める：$200,000\times 60\text{ns}=12,000,000\text{ns}=12.0\text{ms}$。

選択肢別の誤答解説

• ア: 1.5 — これは移動データ量を100kB（100,000バイト）と見なした場合の時間です。$100,000/4\times 60\text{ns}=1.5\text{ms}$。空き分だけ移動すれば良いという誤解が原因です。
• イ: 6.0 — 6.0msは移動データ量を400kBと誤って計算した場合に相当します。$400,000/4\times 60\text{ns}=6.0\text{ms}$。セグメントの一部だけ移すと考えた誤りです。
• ウ: 7.5 — 7.5msは移動データ量を500kBと誤った場合に相当します。$500,000/4\times 60\text{ns}=7.5\text{ms}$。セグメント1（500kB）を移すと誤認した可能性があります。
• エ: 12.0 — 正解。セグメント3全体800kBを移動するため、上記の通り12.0msとなります。

補足コラム

• メモリ移動時のオーバーヘッドには、割り込み処理やテーブル更新などが含まれ得ますが、本問はそれらを無視しています。実運用ではさらに時間がかかる点に注意してください。
• コピー操作は重複領域を考慮した実装（memmove）を用いますが、今回のように「左へ一方向にずらす」場合は上位から下位へ順にコピーするなどオーバーラップ対策が必要です。
• 4バイト単位アクセスでサイズが4の倍数でない場合は、アクセス回数を切り上げる必要があります（ceil）。

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