ITパスポート 2025年 問62

OSの仮想記憶方式に関する穴埋め問題【ITパスポート 解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 文の意味を意訳する：「仮想記憶はどんな『装置』のどんな『容量』に制約されないのか？そして何という『アドレス空間』を提供するのか？」
2. 仮想記憶の目的を思い出す：プログラムに「実際のRAMの大きさに縛られない」広いアドレス空間を見せること。
3. 用語を当てはめる：
   • 「どの装置の容量？」→ 主記憶（RAM）
   • 「どんな容量に制約されない？」→ 物理的な容量（実際のハードウェアの容量）
   • 「どんなアドレス空間？」→ 論理的（プログラムが見る仮想の住所）
4. 選択肢と照合して正しい行を選ぶ（ここではア）。

選択肢別の誤答解説

• ア（正解）：
  • 「主記憶の物理的な容量に制約されない、論理的なアドレス空間」を提供する、が仮想記憶の定義と一致します。
• イ（主記憶／論理的／物理的）：
  • 「主記憶の論理的な容量に制約されない、物理的なアドレス空間」では意味が逆になっています。仮想記憶が提供するのは論理（仮想）アドレス空間であり、「物理的なアドレス空間」を与えるわけではありません。
• ウ（補助記憶／物理的／論理的）：
  • 補助記憶（補助記憶＝ディスクなど：長期保存用の記憶装置）の物理的容量に制約されない、という表現はおかしいです。補助記憶はそもそも主に容量が大きい側で、仮想記憶が「主記憶（RAM）の物理的制約を超える」ために補助記憶を利用します。文の主語は「主記憶」であるべきです。
• エ（補助記憶／論理的／物理的）：
  • 「補助記憶の論理的な容量に制約されない、物理的なアドレス空間」も意味が合いません。仮想記憶は論理（仮想）アドレス空間を提供し、その制約元は主記憶の物理的容量です。

よくある誤解

1. 仮想記憶 = RAM を増やす（無制限に拡張できる）と思う
   • 実際は補助記憶（ディスク）を使って「見かけ上」メモリを拡張しますが、ディスクは遅く、容量やOSの設定で制限があります。無制限ではありません。
2. 論理アドレスと物理アドレスを混同する
   • 論理アドレス（プログラムが見る住所）と物理アドレス（主記憶上の実際の住所）は別物です。MMUが対応付け（翻訳）します。
3. 仮想記憶はスワップ（swap）だけだと思う
   • スワップは補助的な仕組み（メモリが足りないときにページをディスクに出し入れする）ですが、仮想記憶の本質は「アドレス空間の抽象化」です。

補足コラム

• MMU（Memory Management Unit：記憶管理装置）はCPU内外のハードウェアで、仮想アドレスを物理アドレスに変換します。変換には「ページテーブル」という表を使い、単位は「ページ（通常4KBなど）」です。
• ページフォルト（page fault）は、アクセスした仮想ページが主記憶に無いときに発生する例外です。OSが補助記憶からデータを読み込んで主記憶に戻し、処理を続けます。これが多発すると処理が遅くなります（スラッシング）。

FAQ