基本情報技術者 2026年科目A 問05

問題文

仮想記憶方式のコンピュータシステムにおいて、処理の多重度を増やしたところ、ページイン、ページアウトが多発して、システムの応答速度が急激に遅くなった。このような現象を何というか。

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選択肢

ア：オーバレイ

イ：スラッシング（正解）

ウ：メモリコンパクション

エ：ロールアウト

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スラッシング現象【午前解説】

正解の理由

選択肢イは「スラッシング（thrashing）」を指します。処理の多重度を上げて各プロセスが必要とするページ数に比べて物理メモリのフレームが不足すると、ページフォルトが頻発してページイン／ページアウトに時間を取られ、CPUは実効的な処理をほとんど行えなくなります。これがスラッシングで、設問で示された「ページイン・ページアウトが多発して応答速度が急激に遅くなる」状況と一致します。

解法ステップ

問題文のキーワードを抽出：「ページイン／ページアウトが多発」「処理の多重度を増やした」「応答速度が急激に低下」。
これらは「ページングに関する性能劣化」を示す表現であると判断する。
ページングが過度に発生してシステム全体のスループットが低下する現象＝スラッシングと照合する。
他の選択肢（オーバレイ、メモリコンパクション、ロールアウト）は意味が異なるため除外する。

選択肢別の誤答解説

ア: オーバレイ
プログラムの一部を同じ領域に順次読み込んで実行する技法。メモリ節約のための手法であり、ページイン／アウトの頻発による全体遅延を表すものではない。
イ: スラッシング
正解。ページフォルトの連鎖的増加によりCPU利用率が下がり、I/Oに占有されてしまう状態を指す。
ウ: メモリコンパクション
メモリの断片化を解消するために空き領域を詰める操作。ページング頻度が増えて遅くなる現象とは異なる対処・概念。
エ: ロールアウト
プロセス全体を補助記憶へ退避（スワップアウト）し、必要時に呼び戻す手法（スワッピング系）。局所的なページングの激増によるスラッシングとは原因・挙動が異なる。

よくある誤解

スラッシング＝単なるスワッピングだと思う
スワッピングはプロセス全体の退避を指すことが多いです。スラッシングは「頻繁な個別ページの入れ替え」による性能劣化を指します。
CPU使用率が高いとスラッシングではないと考える
スラッシング時はCPU使用率はむしろ低下する（I/O待ちが多いため）。これを見落とすと診断を誤ります。
置換アルゴリズムのせいだけだと考える
置換アルゴリズムも影響しますが、主因は「プロセス群の要求ワーキングセット合計 > 実機フレーム数」です。アルゴリズムだけで完全回避できない場合がある。

補足コラム

スラッシングの分析には「ワーキングセット」モデル（Denning）が有用です。各プロセスのワーキングセットサイズ

W_{i}

の合計が利用可能フレーム数

F

を超えると、ページフォルト率が急上昇しスラッシングが発生します。すなわち

i \sum W_{i} > F

となると危険です。防止策としては、

物理メモリの増設
多重度（同時実行プロセス数）の制御（ロードコントロール）
ワーキングセット管理やページフォルト頻度に基づく調整
ローカル置換やプログラムのページ参照性の改善などが実用的です。観測指標は「高いディスクI/O、非常に高いページフォルト率、低いCPU利用率」です。

FAQ

Q: スラッシングはどうやって検出しますか？
A: ページフォルト率の急増、ディスクI/Oの持続的高負荷、CPU利用率の低下（I/O待ち増）を組み合わせて検出します。

Q: すぐにできる対処は？
A: 実行中のプロセス数を減らす、メモリを割り当て直す、優先度の低いジョブを一時停止するなどで負荷を下げます。根本対策はメモリ増設やアルゴリズムの見直しです。

Q: どのページ置換アルゴリズムでも起こり得ますか？
A: はい。どのアルゴリズムでもワーキングセット合計が物理メモリを超えれば発生しますが、適切な置換戦略で発生を緩和できることがあります。

関連キーワード: スラッシング、ページング、ページフォルト、ワーキングセット、ページ置換、スワッピング、メモリ断片化、ロードコントロール

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