基本情報技術者 2017年 春期 午前（科目A） 問16

ジョブ優先制スケジューリングと印刷遅延【午前解説】

正解の理由

• A終了 = 50秒
• B終了 = 50 + 30 = 80秒
• C終了 = 80 + 20 = 100秒
• D終了 = 100 + 40 = 140秒

• A印刷: 50秒→100秒（50秒間）
• B印刷: 100秒→140秒（40秒間）
• C印刷: 140秒→170秒（30秒間）
• D印刷: 170秒→190秒（20秒間）

解法ステップ

1. ジョブのCPU実行順を確認（優先度: A > B > C > D）。
2. 各ジョブのCPU終了時刻を累積実行時間で求める。
3. 各ジョブはCPU終了時に印刷要求をスプールし、プリンタは到着順に1台で逐次印刷する。
4. プリンタの稼働開始は最初の到着時刻（Aの50秒）。以降プリンタは連続稼働し、全印刷完了時刻を計算する。
5. 結果と選択肢を照合する（ここでは190秒 → ウ）。

選択肢別の誤答解説

• ア: 100
  誤りの典型: Aの印刷完了（50+50=100）を「全印刷完了」と誤認。B,C,Dの印刷が残るため誤りです。
• イ: 160
  何が起きやすいか: CPU終了（140秒）とプリンタ処理の一部を重複させずに、ある程度しか累積しないと誤算出したケース。正確なプリンタ累積時間を足すと190秒になります。
• ウ: 190（正解）
  正しい理由: CPU最初終了時刻50秒＋全印刷時間合計(50+40+30+20)=140秒で、$50+140=190$秒となるため。
• エ: 280
  誤りの典型: 印刷をCPU実行完了後にのみ開始すると仮定したケース（CPU合計140秒＋印刷合計140秒＝280秒）。しかし実際は印刷は各ジョブ終了とともに始まり、プリンタは最初の到着から連続稼働します。

よくある誤解

• 誤解1: 「印刷はCPU終了後まとめて行われる」と考えて、プリンタ開始をCPU全終了（140秒）以降とする誤り。実際は各ジョブのCPU終了時に順次スプールされ、先に終わったジョブから印刷が始まります。
• 誤解2: 「印刷はCPUと完全に独立に並行して常に行える」と誤解して短く見積もる計算。プリンタは1台で逐次処理するため、印刷時間は累積します。
• 誤解3: 優先度があるために印刷順も優先度順になると誤認するケース。印刷順は「ジョブのCPU終了順（到着順）」が基本です。

補足コラム

• 一般化すると、ジョブがCPUで順次完了していき、その完了順がプリンタ到着順と同じならプリンタは途切れなく稼働します。このとき全体の終了時刻は「最初のCPU完了時刻」＋「すべてのジョブの印刷時間合計」となります。式で表すと、到着順がCPU実行順なら総合完了時刻は $T=t_{first\_cpu\_finish}+{\sum }_i{p}_i$ 今回は $t_{first\_cpu\_finish}=50,\sum p_i=140$ で $T=190$ です。
• もしジョブのCPU終了順が印刷順と異なれば、プリンタに空白時間（待ち）が生じる場合があり、総時間はより複雑に計算する必要があります。
• 簡単な確認用にシミュレーションをする場合は、到着（CPU完了）とプリンタの終了時刻を順に追うプログラムで検証できます。以下はイメージ（実行は任意）:

jobs = [('A',50,50),('B',30,40),('C',20,30),('D',40,20)]
# CPU順は優先度 A,B,C,D
cpu_time = 0
arrival = []
for name, exe, pr in jobs:
    cpu_time += exe
    arrival.append((name, cpu_time, pr))
# プリンタ開始はarrival[0][1]
printer_time = arrival[0][1]
for name, t_arr, pr in arrival:
    # printer_time = max(printer_time, t_arr)  # cpu finish times are nondecreasing here
    printer_time += pr
print(printer_time)  # 190

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