【応用情報技術者試験】仮想記憶解説(ページング/ページイン/ページアウト/ページフォールト)

virtual_memory 認定資格
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概要

今回は、応用情報技術者試験で出題される仮想記憶周りの用語を解説したいと思います。

午前・午後どちらでも出題されそうな内容になるので、ぜひ押さえておきましょう。

解説

ページング方式についてどのような挙動になっているのか解説していきます。

各用語の違い、内容を理解していただければと思います。

ページング方式

仮想アドレス空間をページと呼ばれる固定長の区間に分割すると同時に、主記憶も同様に固定長に分割し、ページ単位で主記憶と補助記憶装置のアドレスを変換する仮想記憶管理方式です。

ページフォールト

ページング方式において、プログラム実行に必要なページが主記憶にない場合、システムが実行する割り込み処理が「ページフォールト」と呼ばれます。

ページフォールトにより、呼び出されるページの入れ替え処理が「ページイン」・「ページアウト」と呼ばれます。

ページイン

仮想記憶から主記憶にページをロードすることを「ページイン」と呼びます。

ページアウト

対して、主記憶から仮想記憶(補助記憶)にページを退避することを「ページアウト」と呼びます。

出題例

令和3年春午前問題でページング方式の上記処理の回数が多い順に並び替える問題が出題されています。

回答としては、ページフォールト=ページイン≧ページアウト となります。

考え方としては、

  1. 主記憶上に必要なページがないため、ページフォールトを実行。(必須)
  2. 主記憶上に空きがなければ、ページアウトを実行。(任意)
  3. 仮想記憶上から必要なページを取り込むページインを実行。(必須)

という流れになるので、ページインを実行するためにページフォールトが発生しているという前提を理解できれば、回答を導くことができます。

まとめ

いかがでしたでしょうか。

応用情報の試験では、処理全体の流れを把握した上で回答を求められることがあります。

ぜひこういった細かい知識まで入れておきましょう。

また良いTipsを見つけたら共有していこうと思います!

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