忍者ブログ
情報処理技術者試験の合格を目指す全受験者のための、1問1問「徹底解説」ブログです。単なる過去問の暗記ではなく、なぜその答えになるのかを本質的に理解できるよう解説します。書籍などでは学べない最新用語やトレンドを踏まえてご紹介します。

【システム構成】メモリ不足でCPUがサボる?恐怖の「スラッシング」|情報処理問題1000本ノック

仮想記憶は便利な仕組みですが、物理メモリが限界を迎えると、システム全体の動きがカクつく致命的な状態に陥ります。そのメカニズムを攻略しましょう。

1. 【 問題 】:仮想記憶システムの管理現象

【 問題 】 仮想記憶システムにおいて、主記憶(実記憶)の容量が不十分なために、ページインおよびページアウト(データの入れ替え処理)が頻発し、プロセッサ(CPU)の処理時間の大部分がこの入れ替え処理に費やされ、結果としてアプリケーションの処理効率やCPU使用率が著しく減少する現象はどれでしょうか?

(ア)デフラグ
(イ)スラッシング
(ウ)セグメンテーション
(エ)オーバーフロー

2. 正解:

正解: (イ)スラッシング(Thrashing)

3. 解説:片付けに追われて仕事が進まないCPU

仮想記憶は、実記憶(本物のメモリ)に入り切らないデータを、ハードディスクやSSDなどの「補助記憶(スワップ領域)」に一時的に退避させることで、実際のメモリ以上の大きなプログラムを動かす技術です。

【スラッシングが起きる悪循環のメカニズム】

1. 物理メモリの容量が全然足りない状態で、たくさんのアプリを動かそうとします。
2. CPUが「次のデータを読もう」としたら、メモリにないので補助記憶から読み込む(ページイン)必要があります。
3. しかしメモリが満杯なので、今あるデータをどれか補助記憶へ追い出す(ページアウト)しかありません。
4. この「データの出し入れ」は、CPUの計算スピードに比べて圧倒的に遅い(ディスクアクセスの壁)です。
5. 結果として、CPUは「アプリの計算」をする暇がなくなり、データの出し入れの待ち時間ばかりが増えてサボる形になり、CPU使用率がガクンと下がります。これがスラッシングです。
[ 他の選択肢の重要キーワード解説 ]
★ (ア)デフラグ:ハードディスクなどの断片化(バラバラに記録された状態)を綺麗に並べ直して、読み込みを速くする最適化操作です。
★ (ウ)セグメンテーション:仮想記憶において、データを「プログラムの意味のあるまとまり(可変長)」ごとに区切って管理する方式です(固定長で区切る方式はページング方式)。
★ (エ)オーバーフロー:計算結果が、あらかじめ用意された変数の型や桁数の上限を超えてしまい、正しく表現できなくなる現象(桁あふれ)です。

1. 理解のコツ: 「狭すぎる勉強机」をイメージしてください。机(実記憶)が狭すぎて教科書が1冊しか置けません。数学の問題を1問解くたびに、数学の教科書をカバン(補助記憶)に片付けて、次は英語の教科書をカバンから引っ張り出して……という作業を毎回やっていたら、「勉強している時間」よりも「教科書を出し入れしている時間」のほうが遥かに長くなってしまいますよね。この、出し入れでパニックになっている状態がスラッシングです。
2. 試験対策の視点: 「実記憶(主記憶)の容量が不十分」「データの入れ替えが頻発(多発)」「プロセッサ(CPU)の使用率が減少(低下)」という3つの条件が揃ったら100%スラッシングです。根本的な解決策は「物理メモリを増設する」か「同時に立ち上げるアプリを減らす」ことになります。


4. まとめ

「メモリ不足が原因で、データの入れ替え処理ばかりに追われてシステムがほぼフリーズしてしまう現象」。これがスラッシングです。実務でも、古いPCで重い作業をしたときにハードディスクのアクセスランプが点っぱなしになり、マウスカーソルすら動かなくなるあの現象の正体が、まさにこのスラッシングです。


PR