令和3年度秋期 データベーススペシャリスト 午前Ⅰ 問6

ページ置換えを考える視点

仮想記憶の性能を考えるときは、置換えの仕組みだけでなく、参照のされ方と待ち時間への影響を同じ観点で整理し、個別の記述を焦らず比較しましょう。まずは因果関係の順序を確認してください。

この問題で問われていること

一つの観点として、ページの入れ替えが発生する条件と、その結果として処理の進み方にどのような負担が生じるかを、用語の印象ではなく因果関係で確認してください。特に前後関係を丁寧に見ます。

視点

ページの参照状況、入れ替えの発生、処理への影響という流れを分けて捉え、それぞれがどの説明に対応するかを整理します。

確認ポイント

• 説明されている現象の前提条件を確認する
• 処理の流れと影響が生じる順序を整理する
• 性能への影響を表す言葉の範囲を見比べる

正解

ア

解説

ページング方式の仮想記憶で、ページ置換えが過度に頻発すると、実際の処理より入替え処理に多くの時間を費やし、システムの処理能力が急激に低下する。この現象をスラッシングという。

理由

主記憶に必要なページを十分に保持できない状態で処理を続けると、ページフォールトとページ置換えが頻繁に発生する。その結果、CPUが本来の処理より入替え処理に時間を使い、システム全体の処理能力が急激に低下する。この状態がスラッシングです。

比較

スワップアウトはプロセスなどを主記憶から補助記憶へ移す操作、フラグメンテーションは記憶領域の分断、ページフォールトは必要なページが主記憶にないときに発生する例外です。いずれも、設問が述べる性能低下現象そのものを表す用語ではありません。

選択肢ア（正解）

これは正解だよ。スラッシングは、仮想記憶でページフォールトやページ置換えが過度に発生し、主記憶と補助記憶の入替え処理に時間を取られる現象である。その結果、システム本来の処理能力が急激に低下するため、設問の説明と一致する。

選択肢イ

これは不正解だよ。スワップアウトは、プロセスなどを主記憶から補助記憶へ移す個別の操作を指す。設問は、ページ置換えが高頻度になった結果としてシステムの処理能力が急低下する現象の名称を問うており、単一の移出操作を表すこの用語とは異なる。

選択肢ウ

これは不正解だよ。フラグメンテーションは、記憶領域が分断され、利用可能な領域がまとまらない状態や現象を指す。ページ置換えが頻発して処理能力が低下するという設問の状況は、記憶領域の分断を説明しているものではない。

選択肢エ

これは不正解だよ。ページフォールトは、実行に必要なページが主記憶に存在しないときに発生し、そのページを読み込む契機となる。ページ置換えの頻発によるシステム全体の急激な性能低下は、ページフォールトそのものではなく、別の現象として区別される。

学習のポイント

ページ置換えの頻発と性能低下を結び付けて、関連用語を区別する。