令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問18

仮想記憶方式において、主記憶の容量が不足した際に、どのページを補助記憶装置に追い出す（ページアウトする）かを決定するアルゴリズムをページ置換アルゴリズムと呼びます。 記憶領域を効率的に使うための重要な概念です。 選択肢の中で説明されているLRU（Least Recently Used）アルゴリズムは、最後に参照されてからの経過時間が最も長い（最も長い間使用されていない）ページを置換対象とする方式です。したがって、選択肢「ア」が適切です。 独立した行や数式は用いませんが、方式の違いを正確に理解しておくことが求められます。 仮想メモリと主記憶の対応付けにはページテーブルが用いられます。

各選択肢の解説

• ア：適切
  LRUアルゴリズムは、使用後の経過時間が最長のページを置換対象とするページ置換アルゴリズムです。
• イ：不適切
  ページテーブルは、仮想（論理）アドレス空間に存在する全ページ分のエントリが必要です。「主記憶に存在する全ページ分」ではありません。
• ウ：不適切
  ページフォールトが発生した場合は、必要なページが主記憶上に存在しないため、補助記憶装置からそのページを読み込む（ページイン）処理が必要です。ガーベジコレクションは、プログラムが動的に確保したメモリ領域のうち、不要になった領域を自動的に解放して再利用可能にする処理です。
• エ：不適切
  多数の小さな空きメモリ領域が発生して連続した大きな領域が確保できなくなる現象をフラグメンテーション（断片化）といいます。これは主に可変長サイズでメモリを管理する方式（セグメンテーションなど）で発生します。ページング方式は固定長の「ページ」単位で管理するため、外部フラグメンテーションは発生しません。