平成30年度 春期 午前 問16
ソフトウェア
優先度に関する問題
三つのタスク A〜C 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。A〜C が同時に実行可能状態になって3ミリ秒経過後から7ミリ秒間のスケジューリングの状況を表したものはどれか。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，表中の（ ）内の数字は処理時間を表すものとし，解答群の中の“待ち”は，タスクが実行可能状態にあり，CPU の割当て待ちであることを示す。
| タスク | 優先度 | 単独実行時の動作順序と処理時間（ミリ秒） |
|---|---|---|
| A | 高 | CPU(2) → I/O(2) → CPU(2) |
| B | 中 | CPU(3) → I/O(5) → CPU(2) |
| C | 低 | CPU(2) → I/O(2) → CPU(3) |
選択肢ア〜エは原典ではタイムチャートの図（横軸は3〜10ミリ秒の目盛，行はタスク A・B・C）。原典を8倍に拡大して目盛と区切りを読み取り，`区間: 内容` の形に書き写した（破線は“待ち”）。
- ア- タスクA： 3–5 CPU ／ 5–7 I/O ／ 7–9 CPU ／ 9 完了 - タスクB： 3–8 I/O ／ 8–9 待ち ／ 9–10 CPU - タスクC： 3–5 待ち ／ 5–7 CPU ／ 7–9 I/O ／ 9–10 待ち
- イ- タスクA： 3–4 CPU ／ 4–6 I/O ／ 6–8 CPU ／ 8 完了 - タスクB： 3–8 I/O ／ 8–10 CPU - タスクC： 3–4 待ち ／ 4–6 CPU ／ 6–8 I/O ／ 8–10 待ち
- ウ- タスクA： 3–4 I/O ／ 4–6 CPU ／ 6 完了 - タスクB： 3–4 CPU ／ 4–6 待ち ／ 6–7 CPU ／ 7–10 I/O - タスクC： 3–7 待ち ／ 7–9 CPU ／ 9–10 I/O
- エ- タスクA： 3–4 I/O ／ 4–7 待ち ／ 7–9 CPU ／ 9 完了 - タスクB： 3–5 CPU ／ 5–10 I/O - タスクC： 3–5 待ち ／ 5–7 CPU ／ 7–9 I/O ／ 9–10 CPU
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✓ これが正解ウ- タスクA： 3–4 I/O ／ 4–6 CPU ／ 6 完了 - タスクB： 3–4 CPU ／ 4–6 待ち ／ 6–7 CPU ／ 7–10 I/O - タスクC： 3–7 待ち ／ 7–9 CPU ／ 9–10 I/O
解説
優先度が高い順に割り当てると、この並びになります。
三つのタスクが同時に実行できる状態になったので、処理装置は優先度の高いものから受け取ります。まず優先度が高いものが2ミリ秒だけ処理装置を使い、そのあと入出力へ移りました。空いた席は、残っている中で優先度が上のものへ渡ります。ところが4ミリ秒の時点で入出力が終わり、優先度の高いほうが戻ってきました。優先度で選ぶ決まりなので、走っていたほうを待ちに戻し、高いほうが割り込みます。高いほうは4ミリ秒から6ミリ秒まで処理装置を使い、そこで全部終わりました。空いた席は残った二つのうち優先度が上のものへ渡り、6ミリ秒から7ミリ秒まで走ってから入出力へ移ります。最後に残ったものが7ミリ秒から9ミリ秒まで処理装置を使い、9ミリ秒から入出力に入りました。3ミリ秒から10ミリ秒までを切り出すと、この動きを表した肢に一致します。割り込みが起きる時点を見つけるのが要点でした。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア- タスクA： 3–5 CPU ／ 5–…：優先度が最も高いタスクが3ミリ秒から5ミリ秒まで処理装置を使い、9ミリ秒で終わる形になっています。これは最初の割当てを優先度が中位のほうへ渡した並びでした。同時に実行できる状態になった時点で先に走るのは、優先度が高いほうです。出だしから順序が入れ替わっています。
- イ- タスクA： 3–4 CPU ／ 4–…：優先度が最も高いタスクの完了が8ミリ秒になり、中位のものが3ミリ秒から8ミリ秒まで入出力を続けています。これも中位のものが先に処理装置を握った並びでした。出だしの順序が違うので、そこから後ろの区切りもすべてずれてしまいます。
- エ- タスクA： 3–4 I/O ／ 4–…：入出力を終えたタスクが4ミリ秒から7ミリ秒まで待たされ、その間に優先度が最も低いものが処理装置を使っています。決まりに従うなら、戻ってきた優先度の高いほうが先に走るはずでした。優先の向きが逆さまになっているので当たりません。
出典：平成30年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問16
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