ITパスポート 2009年 春期 問82

Dを更新する二つの処理の実行順序でDの値はいくらになるか【ITパスポート 解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 初期値 D = 2 を確認する。
2. ①（処理Aの読み込み）：Aは D を読み込み、値は 2。A はそれを 3倍して内部結果を 6 とする。まだ D は変更されない。
3. ③（処理Bの読み込み）：Bは D を読み込み、まだ誰も書き込んでいないので値は 2。B はそれに 5 を加えて内部結果を 7 とする。まだ D は変更されない。
4. ②（処理Aの書き込み）：A が内部結果 6 を D に書き込む。これで D = 6 になる。
5. ④（処理Bの書き込み）：B が内部結果 7 を D に書き込む。これで D = 7（最終値）になる。

選択肢別の誤答解説

• ア: 6
  • どのような状況で6になるか：Bの書き込み（④）が行われなかった場合、Aが書き込んだ6のまま終わると6になります。
  • なぜ今回の図では当てはまらないか：図では④が存在し、Bが最後に7を書き込むため6にはならない。
• イ: 7（正解）
  • 理由：上の「正解の理由」と「解法ステップ」を参照。
• ウ: 11
  • どのような状況で11になるか：Aが読み込み→書き込みを完了してから、Bがその書き込まれた値を読み込んで加算する順序（Aの①→②→Bの③→④）なら、Aが2を3倍して6を書き込み、Bが6を読み込んで+5＝11を書き込むため11になります。
  • 今回はこの順序ではないため11にはならない。
• エ: 21
  • どのような状況で21になるか：Bが先に読み込み→書き込みをしてからAがその結果を読み込んで倍する順序（Bの③→④→Aの①→②）だと、Bが2に5を足して7を書き込み、Aが7を読み込んで3倍＝21を書き込むため21になります。
  • 今回はその順序でもないため21にはならない。

よくある誤解

1. 「読み込みは常に最新の値を読む」
   • 誤解の理由：図で読み込みが行われた時点での値を読むため、「読み込み後に他が書き込む」ことがあると最新値を読まない場合があります。今回のように両方が先に読み込むと、どちらも古い値（2）を基に計算します。
2. 「読み取り＋計算＋書き込みは一つの操作（原子的）だ」
   • 誤解の理由：実際は読み取りと書き込みの間に他の処理が入ることがあります（原子的でない）。そのため順序によって結果が変わります。これが「競合（レースコンディション）」の典型です。

補足コラム

• 競合（race condition）：複数の処理が同じデータを非同期に読み書きすると、実行順序によって結果が変わる問題。
• ロストアップデート（lost update）：複数の更新が行われる際に、一方の更新が他方の更新によって上書きされてしまい、本来の更新が失われる現象。今回のケースではAが計算した6がBの最後の書き込みで上書きされ、Aの更新が「失われた」と言える場面です。

• 排他制御（ロック）：ある処理がDを更新している間は他を待たせる。
• トランザクションと整合性チェック：読み取り時と書き込み時のバージョンをチェックして整合性が崩れていたら再試行する。
• 原子操作：ハードウェアや言語で提供される一度に完了する更新操作を使う。

D = 2

# ① A reads and computes
A_val = D * 3  # = 6

# ③ B reads and computes
B_val = D + 5  # = 7

# ② A writes
D = A_val      # D becomes 6

# ④ B writes
D = B_val      # D becomes 7

print(D)  # 出力: 7

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