令和5年度 III-9

解説

この問題で問われていること

OSの基本動作に関する5つの記述のうち、最も適切なものを選ぶ問題。

解き方

① OSの基本: システムコールはソフトウェア割込みでカーネルモードに切り替えてOSを呼ぶ。動作モードを分けるのはシステムを守るため
② ①理由は高速化ではない、③ページフォールト中もCPUは他のプロセスを実行、④時間切れでもCPUを奪われる、⑤割込みは入出力の完了時など
③ ②

正解が正しい理由

アプリケーションがOSの機能を利用するために発行するシステムコールは、ソフトウェア割込み(トラップ)によって、CPUをユーザモードからカーネルモード(特権モード)に切り替え、OSのカーネルの処理を呼び出す。したがって、システムコールが実行されるとソフトウェア割込みが発生するという②が最も適切である。

各選択肢について

• ① OSとアプリケーションでCPUの動作モードが異なる理由は、OSの高速化ではなく、システムの保護(アプリケーションから特権命令やメモリを守る)ためである。
• ② システムコールの実行で、ソフトウェア割込みが発生するという記述は適切。これが正答。
• ③ 仮想メモリのアクセス先が物理メモリにない場合はページフォールトが発生し、OSがページ読込中そのプロセスは待ち状態になるが、CPUは他プロセスを実行する。
• ④ 実行中のプロセスは、タイムスライスの経過などにより、入出力要求をしなくても、他のプロセスにCPUを奪われる(プリエンプション)。
• ⑤ プロセスが入出力デバイスを使い始めるときではなく、入出力の完了時などに、デバイスからの割込みが発生する。

覚えるべきポイント

システムコールは、ソフトウェア割込み(トラップ)でカーネルモードに移行する。ユーザモードとカーネルモードの分離は保護のため。ページフォールト時はプロセスが待ち状態になるが、CPUは他のプロセスに切り替わる。