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システム構成・性能・ソフトウェア

このように、OSのメモリ管理ユニット(MMU)というハードウェア機構と連携して、物理メモリと補助記憶装置の間でデータのやり取りを自動的かつ透過的に行うため、プログラマやユーザーは物理メモリの物理的な制約を一切意識することなく、広大な連続した仮想アドレス空間を利用してソフトウェアを開発・実行することができます。これにより、システムの安定性と利便性が飛躍的に向上しています。

試験でのポイント

情報処理技術者試験では、主記憶と補助記憶の役割分担や、仮想記憶の目的・仕組みを問う問題が頻繁に出題されます。特に「スワッピング」と「ページング」といった具体的なメモリ管理手法の違いについて、正確に理解しておく必要があります。スワッピングはプログラムやプロセス単位で丸ごと出し入れする古い手法であるのに対し、ページングはページという細かな単位で効率的に管理する現代的な手法である点が重要な違いです。

また、仮想記憶環境において物理メモリの不足が慢性化し、ページインとページアウト(スワップインとスワップアウト)が過剰に頻発してしまい、OSがメモリの入れ替え処理にばかりCPUの処理能力を奪われ、システム全体の処理速度が極端に低下する現象を「スラッシング」と呼びます。この「スラッシング」というキーワードも非常に出題頻度が高いため、必ず仮想記憶とセットで覚えておきましょう。

さらに高度な問題として、ページフォールトの発生確率(ページフォールト率)や、物理メモリアクセス時間と補助記憶アクセス時間を用いた実効アクセス時間の計算問題が出題されることもあります。公式を暗記するだけでなく、仕組みを理解して計算できるようにしておくことが得点源になります。

関連する用語

ページング、スワッピング、スラッシング、メモリ管理ユニット(MMU)