【図解】ページング方式が3分でわかる!【全用語解説】

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・ページング方式ってなに??

・他の専門用語もちゃんと説明して

・図を使ってわかりやすくお願い

 

今回の記事では、このような方のお役に立てる記事になっています。ページング方式とは何なのか、関連用語も含めて理解していきましょう。

 

関連用語

まずは関連用語をサクッと理解しておきましょう。

 

ページ

データを同じ大きさのブロックに分割したときの単位。

 

ページ枠

ページが入る枠のこと。主記憶(比較的小容量・高速アクセスの記憶領域)を同じ大きさのブロックに分割したときのブロック枠。ワーキングセットについて学ぶことで理解が深まるかもしれません。

 

ページイン

2次記憶(比較的大容量・低速アクセスの記憶領域)から主記憶(比較的小容量・高速アクセスの記憶領域)にページを転送すること。

 

ページアウト

ページインと逆の処理。主記憶(比較的小容量・高速アクセスの記憶領域)に空きスペースがなくなった時に、空きスペースを作るために、主記憶から二次記憶に転送すること。

 

ページフォルト

割り込み(コンピューターの処理中に他の処理を行うこと)の一種。必要としているページが存在しない場合に、ページインする割り込みのこと。

 

ページング方式とは

ページング方式を一言でいえば、仮想記憶(メモリ管理の仮想化技法)を実現させるための方式の一種で、ブロックの大きさが固定の方式のことです。他にセグメント方式(ブロックの大きさが可変)があります。

イメージは以下の感じです。

主記憶というのは速くアクセスできますが、容量がそれほど大きくありません。そのため、アクセスは遅いが容量が大きい2次記憶との間でデータを転送していく必要があります。使うデータは主記憶に移し、使わないデータは2次記憶に移すということです。

これらの行為がページイン・ページアウトです。そして、主記憶の容量がいっぱいの時に、どのページをアウトするのか決める方法(置き換え技法)は主に以下の4つが存在します。

  • FIFO(First In First Out)
  • LRU(Least Recently Used)
  • LFU(Least Frequantly Used)
  • OPT(Optimal)  

これらが、情報処理技術者試験で頻出の箇所ですので、順に確認していきましょう!

 

FIFO(First In First Out)

FIFOは一番シンプルで分かりやすいです。一番最初にインしたページをアウトする方式です。詳しくは下記記事で詳しく解説しています。

【図解】FIFO方式アルゴリズムを具体例付きで解説
 ・FIFOってなに??・図を使って説明してほしい という方にとって有用な記事になっています。図を用いて丁寧に説明していますので、スムーズに理解することが可能です。では、見ていきましょう!「というかページっ...

 

LRU(Least Recently Used)

LRUは、一番最後に参照したページをアウトする方式です。詳しくは、下記をご覧ください。

【図解】LRU方式アルゴリズムを具体例付き徹底解説
 ・LRUってなに??・図を使ってわかりやすく! という方にとって有用な記事になっています。丁寧な図を用いていますので、詰まることなく読み進めることが可能です。では、見ていきましょう!そもそもページとは何か、ページフ...

 

LFU(Least Frequantly Used)

LFUは一番参照されていないページをアウトする方式です。

 

OPT(Optimal)  

OPTは理論的にページフォルトの回数が最も少なくなるようにページアウトする方式です。理論的に最高パフォーマンスを叩き出せる方式ですが、実現はほぼ不可能です。他のページ置き換え技法とのパフォーマンス比較用に用いられます。

 

まとめ

一度理解してしまえば、安定して得点を稼げる範囲ですので、何度でも繰り返し確認し、確実にマスターしましょう。

 

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