平成22年度秋期 情報処理安全確保支援士 午前Ⅰ 問6

メモリを区切る「部屋のサイズ（ページサイズ）」が大きすぎると、隙間がたくさんできてメモリがもったいない！

仮想記憶システムにおける「ページサイズ」と無駄なメモリ領域（内部断片化）についての問題だよ。メモリを「ページ」という単位に切り分けてプログラムを配置する時、もしプログラムのサイズに対してページサイズが大きすぎると、使われない余白スペース（隙間）がたくさんできてメモリが浪費されちゃうんだ。ページサイズを小さくすれば、この無駄な余白（内部断片化）を減らすことができるよ！

この問題で問われていること

ページを小分けにすることで「ページ内に生じる無駄な空きスペース（内部断片化）」が減少するメリットと、ページ数が増えることで管理台帳（ページテーブル）が肥大化するデメリットのバランスを見抜こう。

Page Size Effect

when most programs are smaller than half a page、 reducing the page size cuts wasted internal space and can ease memory pressure

smaller page\nless internal fragmentation\nmemory pressure relief

確認ポイント

• 内部断片化に注目する。
• 管理オーバヘッドだけで判断しない。
• 小さいページで空き領域が減る。

正解

ウ

出典

問題文と解答は IPA 公開の過去問題冊子・解答例を基にしています。

選択肢ア

不正解だよ。ページを小さくすると、荷物を小分けの箱に詰めるようなもので、箱の数は増えるよね。箱ごとの管理ラベルも増えるので、ページ表などの管理の手間はむしろ増えやすいんだ。「オーバヘッドが減少する」は逆だよ。

選択肢イ

不正解だよ。「ページ内に余裕がなくなるからページ置換えで性能低下」という考え方がずれているよ。ページ置換えは、部屋の中の余白を見るというより、どのページという荷物を主記憶から出し入れするかの話なんだ。性能への影響はページ表の管理量、TLB、参照の局所性、ページフォールト回数などで変わるので、この理由では説明できないよ。

選択肢ウ（正解）

正解だよ。ページサイズを小さくすると、最後のページにできる使い残しのすき間が小さくなりやすいんだ。大きな弁当箱だと余白が出やすいけど、小さめの容器なら食べ物に合わせやすい、という感じだよ。そのぶん主記憶をむだなく使えるので、主記憶不足の緩和につながるよ。

選択肢エ

不正解だよ。ページサイズを小さくしたらページフォールトが必ず増える、とは言い切れないんだ。小さい箱に分けると必要な分だけ運びやすい場合もあるし、逆に箱数が増えて管理が大変になる場合もあるよ。ページフォールト回数はプログラムのアクセスの偏り方などに左右されるので、この説明は決めつけすぎだよ。