令和7年度春期 システムアーキテクト 午前Ⅰ 問6

ページ置換えを考える視点

参照の進み方とページ枠の状態を時間の流れに沿って整理し、各時点で何が保持され、何が入れ替わる可能性があるかを丁寧に確認しましょう。特定の答えを先に決めず、記録の順序と対応関係に注目することが大切です。

この問題で問われていること

ページ枠の内容を各時点で書き出し、前後の記録がどのようにつながっているかを整理してください。更新の前後を同じ段階として扱わず、再登場する情報については、示された条件と時系列の両方を照らし合わせて確認します。

視点

ページ参照の記録とページ枠の対応を、時系列・状態・更新の三つの欄に分けて眺めると、どの情報を根拠に判断するかが整理しやすくなります。結論を急がず、各時点の状態を順に書き留めましょう。

確認ポイント

• 参照の順番を途中で飛ばさず追えているか
• 各時点のページ枠の状態を区別して記録できているか
• 判断の根拠が示された条件と時系列に結び付いているか

正解

ウ

解説

LRUでは参照されるたびにページの使用順が更新され、空き枠がない状態で新しいページを読むと、最も長く参照されていないページが置き換えられます。参照列を順に追うと、最後のページ4は6000番地に入ります。

理由

初めの参照で1、2、3、4はそれぞれ4000、5000、6000、7000番地に入ります。その後、ページ2の再参照で使用順が更新され、ページ5の参照では最も古いページ1が置き換えられます。続いてページ3、1、6の参照で置換えが進み、最後のページ4の参照直前には、ページ3が最も長く参照されていない状態になります。したがってページ4は、ページ3が存在していた6000番地へページインされます。

比較

最終参照の直前の対応は、4000番地がページ5、5000番地がページ6、6000番地がページ3、7000番地がページ1です。ページ4は初期配置の7000番地からいったん追い出されており、最後の置換えでは、LRUとなったページ3の枠を引き継ぎます。LRUでは初期配置をそのまま固定せず、途中の再参照による使用順の変化を反映して判断します。

選択肢ア

これは不正解だよ。4000番地は最初にページ1が入った枠ですが、ページ5の参照時にページ1がLRUとして置き換えられ、その後はページ5が入っています。最後のページ4の参照では、この枠は置換対象になりません。

選択肢イ

これは不正解だよ。5000番地は初めにページ2が入った枠ですが、ページ2は再参照後に使用順が進み、ページ1の再読込み後、ページ6の参照で置き換えられます。最後のページ4はこの枠には入りません。

選択肢ウ（正解）

これは正解だよ。最後のページ4の参照直前では、ページ3が最も長く参照されていないため、ページ3の枠がLRUによる置換対象になります。ページ3は6000番地にあるので、ページ4はその枠へページインされます。

選択肢エ

これは不正解だよ。7000番地は初めにページ4が入った枠ですが、ページ4はその後参照されないまま、ページ1の参照時にLRUとして置き換えられます。以降はページ1が入っているため、最後のページ4はこの枠には戻りません。

学習のポイント

LRUの本質は、ページ番号の大小ではなく、最後に参照された時点の新しさを比較することです。