令和4年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前II 問5

テクノロジOS・ソフトウェアシステム構成仮想記憶・主記憶管理

主記憶への 1回のアクセスが 200ナノ秒で，ページフォールトが発生すると 1回当たり更に 100ミリ秒のオーバーヘッドが生じるコンピュータがある。ページフォールトが主記憶アクセスの 50万回中に 1回発生する場合，ページフォールトは 1秒当たり最大何回発生するか。ここで，ページフォールトのオーバーヘッド以外の要因は考慮しないものとする。

解答・解説

正解: ウ. 5

ページフォールトが1秒当たり最大何回発生するかを求めるため、まずはページフォールトが1回発生するまでにかかる合計時間を計算します。

  1. 主記憶アクセスにかかる時間
    主記憶への1回のアクセス時間は 200ナノ秒 (200×10−9200 \times 10^{-9} 秒) です。ページフォールトは 50万回 (500,000500,000 回) に1回発生するため、その間の主記憶アクセスにかかる時間は以下のようになります。
    200×10−9 秒×500,000=100,000,000×10−9 秒=0.1 秒200 \times 10^{-9} \text{ 秒} \times 500,000 = 100,000,000 \times 10^{-9} \text{ 秒} = 0.1 \text{ 秒}

  2. ページフォールトのオーバーヘッド
    ページフォールト発生時のオーバーヘッドは 100ミリ秒 (100×10−3100 \times 10^{-3} 秒) 、つまり 0.10.1 秒です。

  3. ページフォールト1回あたりの合計時間
    主記憶アクセスにかかる時間とオーバーヘッドを足し合わせます。
    0.1 秒+0.1 秒=0.2 秒0.1 \text{ 秒} + 0.1 \text{ 秒} = 0.2 \text{ 秒}

つまり、0.20.2 秒ごとにページフォールトが1回発生することになります。

  1. 1秒当たりの最大発生回数
    1秒間（1.01.0 秒）に発生する最大回数を求めます。
    1.0 秒÷0.2 秒/回=5 回1.0 \text{ 秒} \div 0.2 \text{ 秒/回} = 5 \text{ 回}

よって、ページフォールトは1秒当たり最大5回発生します。

各選択肢の解説

  • ア (3): 誤り。計算結果の5回と一致しません。
  • イ (4): 誤り。計算結果の5回と一致しません。
  • ウ (5): 正解。上記の計算の通り、最大5回発生します。
  • エ (6): 誤り。計算結果の5回と一致しません。

Spineチーム