基本情報技術者(科目A)過去問集 - オペレーティングシステム

メモリリークの説明として，適切なものはどれか。

OSにおけるAPI（Application Program Interface）の説明として，適切なものはどれか。

図のメモリマップで，セグメント2が解放されたとき，セグメントを移動（動的再配置）し，分散する空き領域を集めて一つの連続領域にしたい。1回のメモリアクセスは4バイト単位で行い，読取り，書込みがそれぞれ30ナノ秒とすると，動的再配置をするために必要なメモリアクセス時間は合計何ミリ秒か。ここで，1kバイトは1,000バイトとし，動的再配置に要する時間以外のオーバヘッドは考慮しないものとする。

出力待ちの印刷要求を，同一機種の3台のプリンタ A～C のうちAから順に空いているプリンタに割り当てる（Cの次は再びAに戻る）システムがある。印刷要求の印刷時間が出力待ちの順に，5，12，4，3，10，4（分）である場合，印刷に要した時間が長い順にプリンタを並べたものはどれか。ここで，初期状態ではプリンタは全て空いているものとする。

仮想記憶方式の一つに，仮想アドレス空間を固定長の領域に分割して管理するものがある。この固定長の領域を示す用語はどれか。

ページング方式の仮想記憶において，ページ置換えアルゴリズムにLRU方式を採用する。主記憶に割り当てられるページ枠が4のとき，ページ1，2，3，4，5，2，1，3，2，6の順にアクセスすると，ページ6をアクセスする時点で置き換えられるページはどれか。ここで，初期状態では主記憶にどのページも存在しないものとする。

処理は全てCPU処理である三つのジョブA，B，Cがある。それらを単独で実行したときの処理時間は，ジョブAは5分，ジョブBは10分，ジョブCは15分である。この三つのジョブを次のスケジューリング方式に基づいて同時に開始すると，ジョブBが終了するまでの経過時間はおよそ何分か。

〔スケジューリング方式〕
（1）一定時間（これをタイムクウォンタムと呼ぶ）内に処理が終了しなければ，処理を中断させて，待ち行列の最後尾へ回す。
（2）待ち行列に並んだ順に実行する。
（3）タイムクウォンタムは，ジョブの処理時間に比べて十分に小さい値とする。
（4）ジョブの切替え時間は考慮しないものとする。

四つのジョブ A～D を次の条件で実行し印刷する。全ての印刷が完了するのは，ジョブを起動してから何秒後か。

〔条件〕
（1）ジョブは一斉に起動され，多重度1で実行される。
（2）優先順位はAが最も高く，B，C，Dの順に低くなる。
（3）各ジョブの実行後，スプーリング機能が1台のプリンタを用いて逐次印刷を行う。
（4）各ジョブを単独で実行した場合の実行時間と印刷時間は，表のとおりである。
（5）その他のオーバヘッドは考慮しない。

単位 秒

ジョブ	実行時間	印刷時間
A	50	50
B	30	40
C	20	30
D	40	20

OSが記憶領域の割当てと解放を繰り返すことによって，細切れの未使用領域が多数できてしまう場合がある。この現象を何というか。

仮想記憶方式のコンピュータにおいて，実記憶に割り当てられるページ数は3とし，追い出すページを選ぶアルゴリズムは，FIFOとLRUの二つを考える。あるタスクのページのアクセス順序が
　1，3，2，1，4，5，2，3，4，5
のとき，ページを置き換える回数の組合せとして，適切なものはどれか。

	FIFO	LRU
ア	3	2
イ	3	6
ウ	4	3
エ	5	4

各タスクがタスク間共有変数を更新するときに，タスク間の同期制御を行わないと思わぬ結果を招くことがある。タスク間共有変数xの初期値が3の場合，タスクAが代入文 x=x+x を実行し，タスクBが代入文 x=x×x を実行すると，最終的なxの値が12となるのは，どの順番で実行されたときか。ここで，各代入文はそれぞれ次の四つの部分に分けて処理される。

タスクA（x=x+x） 　a1 xの値を参照しeとする。 　a2 xの値を参照しfとする。 　a3 e+fを計算しgとする。 　a4 xの値をgに更新する。

タスクB（x=x×x） 　b1 xの値を参照しhとする。 　b2 xの値を参照しiとする。 　b3 h×iを計算しjとする。 　b4 xの値をjに更新する。

仮想記憶管理におけるページ置換えアルゴリズムとしてLRU方式を採用する。主記憶のページ枠が，4000，5000，6000，7000番地（いずれも16進数）の4ページ分で，プログラムが参照するページ番号の順が，1 → 2 → 3 → 4 → 2 → 5 → 3 → 1 → 6 → 5 → 4 のとき，最後の参照ページ4は何番地にページインされているか。ここで，最初の 1 → 2 → 3 → 4 の参照で，それぞれのページは4000，5000，6000，7000番地にページインされるものとする。

入出力管理におけるバッファの機能として，適切なものはどれか。

送信タスクから受信タスクにバッファを介してT秒間連続してデータを送信する。1秒当たりの送信量をS，1秒当たりの受信量をRとしたとき，バッファがオーバフローしないバッファサイズLを表す関係式として適切なものはどれか。ここで，受信タスクよりも送信タスクの方が転送速度は速く，次の転送開始までの時間間隔は十分にあるものとする。

仮想記憶におけるページ置換えアルゴリズムの一つであるLRUを説明した記述はどれか。

次の条件で四つのジョブがCPU処理及び印刷を行う場合に，最初のCPU処理を開始してから最後の印刷が終了するまでの時間は何分か。

〔条件〕
（1）多重度1で実行される。
（2）各ジョブのCPU処理時間は20分である。
（3）各ジョブはCPU処理終了時に400Mバイトの印刷データをスプーリングする。スプーリング終了後にOSの印刷機能が働き，プリンタで印刷される。
（4）プリンタは1台であり，印刷速度は100Mバイト当たり10分である。
（5）CPU処理と印刷機能は同時に動作可能で，互いに影響を及ぼさない。
（6）スプーリングに要する時間など，条件に記述されていない時間は無視できる。

ページング方式の仮想記憶において，主記憶に存在しないページをアクセスした場合の処理や状態の順番として，適切なものはどれか。ここで，現在主記憶には，空きページはないものとする。

記憶空間を一定の大きさに区切って管理し，仮想記憶を実現する方式はどれか。

ブロックのキャッシュメモリ CO～C3 が表に示す状態である。ここで，新たに別のブロックの内容をキャッシュメモリにロードする必要が生じたとき，C2のブロックを置換の対象とするアルゴリズムはどれか。

キャッシュメモリ	ロード時刻（分:秒）	最終参照時刻（分:秒）	参照回数
C0	0:00	0:08	10
C1	0:03	0:06	1
C2	0:04	0:05	3
C3	0:05	0:10	5

五つのジョブ A～E に対して，ジョブの多重度が1で，処理時間順方式のスケジューリングを適用した場合，ジョブBのターンアラウンドタイムは何秒か。ここで，OSのオーバヘッドは考慮しないものとする。

単位 秒

ジョブ	到着時刻	単独実行時の処理時間
A	0	2
B	1	4
C	2	3
D	3	2
E	4	1

スプーリング機能の説明として，適切なものはどれか。

仮想記憶管理のページ入替え方式のうち，最後に使われてからの経過時間が最も長いページを入れ替えるものはどれか。

仮想記憶方式のコンピュータシステムにおいて，処理の多重度を増やしたところ，ページイン，ページアウトが多発して，システムの応答速度が急激に遅くなった。このような現象を何というか。

スプーリングの説明として，適切なものはどれか。

様々なサイズのメモリ資源を使用するリアルタイムシステムのメモリプール管理において，可変長方式と比べた場合の固定長方式の特徴として，適切なものはどれか。

2台のCPUから成るシステムがあり，使用中でないCPUは実行要求があったタスクに割り当てられるようになっている。このシステムで，二つのタスクA，Bを実行する際，それらのタスクは共通の資源Rを排他的に使用する。それぞれのタスクA，BのCPU使用時間，資源Rの使用時間と実行順序は図に示すとおりである。二つのタスクの実行を同時に開始した場合，二つのタスクの処理が完了するまでの時間は何ミリ秒か。ここで，タスクA，Bを開始した時点では，CPU，資源Rともに空いているものとする。

優先度に基づくプリエンプティブなスケジューリングを行うリアルタイムOSで，二つのタスクA，Bをスケジューリングする。Aの方がBよりも優先度が高い場合にリアルタイムOSが行う動作のうち，適切なものはどれか。

ページング方式の説明として，適切なものはどれか。

システム全体のスループットを高めるために，主記憶装置と低速の出力装置とのデータ転送を，高速の補助記憶装置を介して行う方式はどれか。

タスクのディスパッチの説明として，適切なものはどれか。

CPUと磁気ディスク装置で構成されるシステムで，表に示すジョブA，Bを実行する。この二つのジョブが実行を終了するまでのCPUの使用率と磁気ディスク装置の使用率との組合せのうち，適切なものはどれか。ここで，ジョブA，Bはシステムの動作開始時点ではいずれも実行可能状態にあり，A，Bの順で実行される。CPU及び磁気ディスク装置は，ともに一つの要求だけを発生順に処理する。ジョブA，Bとも，CPUの処理を終了した後，磁気ディスク装置の処理を実行する。

単位 秒

ジョブ	CPUの処理時間	磁気ディスク装置の処理時間
A	3	7
B	12	10

	CPUの使用率	磁気ディスク装置の使用率
ア	0.47	0.53
イ	0.60	0.68
ウ	0.79	0.89
エ	0.88	1.00

組込みリアルタイムOSで用いられる，優先度に基づくプリエンプティブなスケジューリングの利用方法として，適切なものはどれか。

プログラムを構成するモジュールの結合を，プログラムの実行時に行う方式はどれか。

タスクスケジューリング方式の説明のうち，特定のタスクがCPU資源の割当てを待ち続ける可能性が最も高いものはどれか。

ページング方式の仮想記憶において，ページフォールトの発生回数を増加させる要因はどれか。

三つのタスクの優先度と，各タスクを単独で実行した場合のCPUと入出力（I/O）装置の動作順序と処理時間は，表のとおりである。優先度方式のタスクスケジューリングを行うOSの下で，三つのタスクが同時に実行可能状態になってから，全てのタスクの実行が終了するまでのCPUの遊休時間は何ミリ秒か。ここで，CPUは1個であり，1CPUは1コアで構成され，I/Oは競合せず，OSのオーバヘッドは考慮しないものとする。また，表中の（）内の数字は処理時間を示すものとする。

優先度	単独実行時の動作順序と処理時間（ミリ秒）
高	CPU(3) → I/O(5) → CPU(2)
中	CPU(2) → I/O(6) → CPU(2)
低	CPU(1) → I/O(5) → CPU(1)

スケジューリングに関する記述のうち，ラウンドロビン方式の説明として，適切なものはどれか。

五つのタスクを単独で実行した場合のCPUと入出力装置（I/O）の動作順序と処理時間は，表のとおりである。優先度“高”のタスクと，優先度“低”のタスクのうち一つだけを同時に実行する。実行を開始してから，両方のタスクの実行が完了するまでの間のCPUの遊休時間が最も短いのは，どの優先度“低”のタスクとの組合せか。ここで，I/Oは競合せず，OSのオーバヘッドは考慮しないものとする。また，表の（）内の数字は処理時間を示すものとする。

	優先度	単独実行時の動作順序と処理時間（単位 ミリ秒）
	高	CPU(3)→I/O(3)→CPU(3)→I/O(3)→CPU(2)
ア	低	CPU(2)→I/O(5)→CPU(2)→I/O(2)→CPU(3)
イ	低	CPU(3)→I/O(2)→CPU(2)→I/O(3)→CPU(2)
ウ	低	CPU(3)→I/O(2)→CPU(3)→I/O(1)→CPU(4)
エ	低	CPU(3)→I/O(4)→CPU(2)→I/O(5)→CPU(2)

仮想記憶システムにおいて主記憶の容量が十分でない場合，プログラムの多重度を増加させるとシステムのオーバヘッドが増加し，アプリケーションのプロセッサ使用率が減少する状態を表すものはどれか。

三つの資源 X～Z を占有して処理を行う四つのプロセス A～D がある。各プロセスは処理の進行に伴い，表中の数値の順に資源を占有し，実行終了時に三つの資源を一括して解放する。プロセスAとデッドロックを起こす可能性があるプロセスはどれか。

プロセス	資源の占有順序
	資源X	資源Y	資源Z
A	1	2	3
B	1	2	3
C	2	3	1
D	3	2	1

ソフトウェア制御における，ポーリング制御はどれか。

二つのタスクA，Bを単独で実行した場合のCPUと入出力装置（I/O）の動作順序と処理時間は，表のとおりである。次の条件で二つのタスクが同時に実行可能状態になってから，タスクBの実行が完了するまでの時間は何ミリ秒か。ここで，表の（）内の数字は処理時間を表すものとする。

〔条件〕
（1）タスクA，Bは同一のI/Oを使用し，タスクAが先に実行される。
（2）CPU処理を実行中のタスクは，入出力処理を開始するまでは処理を継続し，中断されない。
（3）I/Oも入出力が終了するまで処理を中断されない。
（4）その他のオーバヘッドは考慮しない。

タスク	単独実行時の動作順序と処理時間（ミリ秒）
A	CPU(20) → I/O(30) → CPU(20) → I/O(40) → CPU(10)
B	CPU(10) → I/O(30) → CPU(20) → I/O(20) → CPU(20)

記憶領域の動的な割当て及び解放を繰り返すことによって，どこからも利用できない記憶領域が発生することがある。このような記憶領域を再び利用可能にする機能はどれか。

タスク管理の役割として，適切なものはどれか。

ある時間帯でのジョブの処理状況を計測したところ，次のとおりであった。どのような状況になっているか。

〔ジョブの処理状況〕
（1）多重度3でジョブを実行する。
（2）ジョブは5分間隔で発生し，実行時間は多重度に依存せず20分である。
（3）各ジョブは実行終了後にスプーリング機能を利用して印刷し，印刷時間は15分である。
（4）プリンタは2台使用する。

マルチプログラミングにおけるプロセスの切替え手順を示した図において，OSの処理 a～c として，適切な組合せはどれか。

	a	b	c
ア	実行状態の回復	プロセスの選択	実行状態の退避
イ	実行状態の退避	実行状態の回復	プロセスの選択
ウ	実行状態の退避	プロセスの選択	実行状態の回復
エ	プロセスの選択	実行状態の回復	実行状態の退避

LRUアルゴリズムで，ページ置換えの判断基準に用いられる項目はどれか。

ページ置換えアルゴリズムにおけるLRU方式の説明として，適切なものはどれか。

UNIXにおいて，あるコマンドの標準出力を，直接別のコマンドの標準入力につなげる機能はどれか。

仮想記憶方式のページ置換えアルゴリズムの一つであるFIFOの説明として，適切なものはどれか。

OSにおけるタスク管理の目的はどれか。

フラグメンテーションに関する記述のうち，適切なものはどれか。

ノンプリエンプティブなスケジューリング方式の説明として，適切なものはどれか。

スプーリングの機能はどれか。

プログラムのモジュール単位に主記憶を割り当てる可変区画方式のコンピュータにおいて，五つのモジュール A～E を次の順序でロードしたり解放したりする。最後のモジュールEをロードした時点で，主記憶の空き領域は何か所存在するか。ここで，主記憶は500kバイトで初期状態では何もロードされていない。また，モジュールは空き領域の先頭からロードするものとし，その他の条件は考慮しない。

〔ロードと解放の順序〕
Aのロード → Bのロード → Cのロード → Bの解放 → Dのロード → Aの解放 → Eのロード

〔モジュールの大きさ〕

モジュール	大きさ（kバイト）
A	200
B	100
C	150
D	80
E	90

マルチプログラミングの効果として，適切なものはどれか。

セマフォを用いる目的として，適切なものはどれか。

ページング方式の仮想記憶を用いることによる効果はどれか。

データ管理ユーティリティの一つである，アーカイバの機能を説明したものはどれか。

エンジンの制御，ハードディスク装置の内部制御などの制御系ハードリアルタイムシステムでリアルタイムOSを活用する理由はどれか。

仮想記憶方式では，割り当てられる実記憶の容量が小さいとページアウト，ページインが頻発し，処理能力が急速に低下することがある。このような現象を何というか。

図はマルチタスクで動作するコンピュータにおけるタスクの状態遷移を表したものである。実行状態のタスクが実行可能状態に遷移するのはどの場合か。

コンピュータシステムにおけるジョブスケジューリングの特徴のうち，適切なものはどれか。

主記憶の管理方式とマルチプログラミングでのプログラムの多重度の組合せで，スラッシングが発生しやすいのはどれか。

	主記憶の管理方式	プログラムの多重度
ア	仮想記憶方式	大きい
イ	仮想記憶方式	小さい
ウ	実記憶方式	大きい
エ	実記憶方式	小さい

仮想記憶管理におけるページ置換えの方式のうち，LRU制御方式はどれか。

OSにおけるシェルの役割に関する記述として，適切なものはどれか。

CPUが1台で，入出力装置（I/O）が同時動作可能な場合の二つのタスクA，Bのスケジューリングは図のとおりであった。この二つのタスクにおいて，入出力装置がCPUと同様に，一つの要求だけを発生順に処理するように変更した場合，両方のタスクが終了するまでのCPU使用率はおよそ何%か。

図はプロセスの状態と遷移を表している。a，b，cの状態の適切な組合せはどれか。


〔状態遷移の要因〕
① 実行優先度の高いほかのプロセスにCPU使用権が移された。
② CPU使用権が与えられた。
③ 入出力動作の完了を待つ。
④ 入出力動作が完了した。

	a	b	c
ア	実行可能状態	実行状態	待ち状態
イ	実行可能状態	待ち状態	実行状態
ウ	実行状態	実行可能状態	待ち状態
エ	実行状態	待ち状態	実行可能状態

プログラムを実行するために主記憶に読み込んだとき，ロード位置に対応してプログラム内のアドレス情報を補正することを示す用語はどれか。

シェルのリダイレクト機能による実現の可否に関する記述のうち，適切なものはどれか。

CPUや低速の入出力装置などで構成されるシステムの処理効率の向上を図るために，入出力データを一時的に磁気ディスク装置に蓄える処理方式はどれか。

オペレータがコマンドを入力した後に，インタプリタが行う処理手順はどれか。

図はプロセスの状態と遷移を表している。状態遷移の要因 ①～④ の適切な組合せはどれか。

	①	②	③	④
ア	CPU使用権が与えられた。	実行優先度の高いプロセスにCPU使用権が移された。	入出力などのイベントが完了した。	入出力などのイベントの完了を待つ。
イ	実行優先度の高いプロセスにCPU使用権が移された。	CPU使用権が与えられた。	入出力などのイベントの完了を待つ。	入出力などのイベントが完了した。
ウ	入出力などのイベントが完了した。	入出力などのイベントの完了を待つ。	CPU使用権が与えられた。	実行優先度の高いプロセスにCPU使用権が移された。
エ	入出力などのイベントの完了を待つ。	入出力などのイベントが完了した。	実行優先度の高いプロセスにCPU使用権が移された。	CPU使用権が与えられた。

UNIXに関する記述として，適切なものはどれか。

仮想記憶方式の一つに，プログラムやデータの論理的な単位ごとに，仮想アドレス空間を割り当てて管理するものがある。この可変長の管理単位を示す用語はどれか。

プロセスの相互排除（排他制御）に用いられるものはどれか。

リアルタイム処理について説明したものはどれか。

CPUの処理時間を微小時間に分割し，それを実行可能な状態にあるタスクに順に割り当てることを何というか。

マルチプロセッサ環境で動作するOSの特徴に関する記述のうち，適切なものはどれか。

仮想記憶を用いたコンピュータでのアプリケーション利用に関する記述のうち，適切なものはどれか。

スプーリング機能を使用してプリンタ出力を行うシステムがある。次の条件を満たすためには，スプーリングファイルは少なくとも何Mバイト必要か。

〔条件〕
（1）1ジョブ当たりの印刷データ量は，2Mバイトである。
（2）スプーリングファイルでは，データが50%に圧縮される。
（3）1時間当たり100ジョブを処理する。
（4）最大5時間はプリンタの停止に耐えられる。

仮想記憶におけるページ置換えアルゴリズムとしてFIFO方式を採用する。主記憶のページ枠が3で，プログラムが参照するページ番号の順序が，4，3，2，1，3，5，2のとき，ページインは何回行われるか。ここで，初期状態では主記憶にどのページも存在しないものとする。

リアルタイムシステムをハードリアルタイムシステムとソフトリアルタイムシステムとに分類したとき，ハードリアルタイムシステムに該当するものはどれか。