オペレーティングシステム
期末試験用
問題一覧
1
プロセッサステータスレジスタは（PSW）は、プロセッサの状態を表すフラグを集めたレジスタである。
○
2
OSにおける実行主体は仮想メモリである
×
3
プロセッサ内の記憶空間は○○ と呼ばれ，プロセッサ内の高速アクセス可能な記憶領域を○○という。特に次の実行する命令のアドレスを示すものは○○と呼ばれる。
コンテキスト空間, レジスタ, プログラムカウンタ
4
システムコールの説明で正しいものを選択せよ。
OS（カーネル）の機能を呼び出すための機構
5
教科書では、コンテキスト空間とメモリ空間を個別に持っている実行環境を意味するものを何と呼んでいるか。
日本語カタカナで答えよ。
（空白などを含めず、1つの単語で答えること。括弧や余計な文字を含めた場合は不正解になるので注意すること。）
タスク
6
相互排除のための不可分命令が実プロセッサの命令として用意されており、相互排除の実現ではそれを利用するのが一般的である。不可分命令の途中で割り込みが発生した場合は、その不可分命令が途中で中断される。
×
7
プロセス間通信においてデータを交換する際、データをコピーする方法でも、メモリを共有して参照によって実現する方法でも効率は変わらない。
×
8
相互排除において、条件が成立するのを繰り返し判定し続けることを○○と呼ぶ。プロセッサが○○になることがなく非生産的なことが問題となる。このような状態を防ぐため、条件変数による同期機構として○○がある。
ビジーウェイト, アイドル状態, モニタ
9
相互排除の条件の説明として正しくないものを選択せよ。
必ず優先度逆転が起きないようにする必要がある。
10
デッドロックの解決法の説明として正しくないものを選択せよ。
ライブロックにより回復を行う方策をとる。
11
ダイレクトメモリアクセス（DMA）では、メモリとメモリ間もしくはメモリとデバイスコントローラ間で直接データの交換がプロセッサを仲介して行われる。
×
12
ディスク装置内のデータをアクセスするために必要なアクセス時間は、シーク時間、回転待ち時間、転送時間の合計である。
平均回転待ち時間は、ディスクの回転速度から計算でき、5400rpmの場合、5ミリ秒以下となる。
×
13
一般的に、デバイスコントローラはバスを介してプロセッサと接続される。バスの実現方式としてパラレル接続とシリアル接続があるが、デバイスコントローラを数珠繋ぎするパラレル接続の方式を○○という。物理的には異なる種類のバスが用いれれることもある。プロセッサとデバイスコントローラの通信は、メモリ空間もしくは○○を介して行われる。プロセッサがデバイスと直接データ交換を行うとプロセッサが待ちに入ることが多くなるので、このような待ちを発生させないためバッファが用いられる。ただし、入力の場合にはデータが入力装置からバッファに読み込まれるのを待つ必要があり、出力の場合にもバッファの空きができるのを待つケースがある。この待ち合わせのために同期が行われ、有限のバッファにデータを追加し、取り出す際の同期の問題を○○と呼ぶ。
デイジーチェーン, i/o空間, 生産者消費者問題
14
スケジューリング対象のディスクアクセス待ち行列が以下の図のようになっているとする。
ここで、スケジューリング時にはヘッドが40にあるとする。
最短シーク時間でスケジューリングした結果を、
優先順位の高い順に、左からトラック番号を並べることで示せ。
44 34 21 12 8 55 70 76 84 91
15
スケジューリング対象のディスクアクセス待ち行列が以下の図のようになっているとする。
ここで、スケジューリング時にはヘッドが40にあるとし、C-LOOKアルゴリズムでは，最初小さい番号に向かって移動するとしている。
C-LOOKでスケジューリングした結果を、
優先順位の高い順に、左からトラック番号を並べることで示せ。
34 21 12 8 91 84 76 70 55 44
16
ページングでは、外部断片化と内部断片化は発生しない。
×
17
ページテーブルを用いたアドレス変換では、ページサイズを大きくすることによって、ページテーブルエントリの個数は減らすことができるが、内部断片化による領域の無駄が大きくなる。多段ページテーブルでは、実際に利用する領域が小さい場合のページテーブルに要する無駄が大きくなることを避けることができる。
○
18
コンパクションにより、プログラムの配置位置が変わる可能性が考えられるが、そのような場合でもプログラムを問題なく実行できるようにするためには、実行中の命令アドレスを基準とする相対ジャンプ命令のみを利用するなど、プログラムがである必要がある。
逆ページテーブルを利用したアドレス変換では、 を用いるが、衝突が発生した際には複数回のメモリアクセスが必要になる。
実際にアドレス変換がされる際には、物理メモリ上の変換テーブルを利用するよりも、高速な記憶場所である を用いてアドレス変換を行い、逆ページテーブルを参照することなく、対応する物理ページを求めることがあり、そのような機構を持ったプロセッサが多い。
リロケータブル, ハッシュ関数, 連想メモリ
19
ガーベジコレクションの説明として正しくないものを選択せよ。
代表的な方式として、マーク・アンド・スイープ、コピーイング、参照カウントの３つがあるが、どの方式においても利用可能な記憶領域が減少してしまうことはない。
20
可変長領域を割当ての単位として、アドレス変換を行う方式を選択せよ。
セグメンテーション
21
断片化に関する記述のうち、適切なものはどれか。
外部断片化の発生によって、合計としては十分な空きメモリ領域があるにもかかわらず、必要とするメモリ領域を獲得できなくなることがある。
22
オーバレイと仮想記憶システムは、どちらも物理メモリ以上の大きなプログラムを実行可能にする。
○
23
メモリアクセス時間を100ns、メモリアクセス時間を含むページ置換え時間を10msとし、20万回に1回の割合でページフォールトが発生するコンピュータがあったとする。
このコンピュータの実効メモリアクセス時間は，110ns以下となる。
×
24
デマンドページングでは、ページフォールト例外のハンドラが、ページインの処理において、物理メモリを割り当てる。その際、物理メモリすべてがすでに割当て済みで、空きがない場合は、○○の処理を行う。その後、バッキングストアに退避したデータがあるかをみるが、データがない場合、○○を行う？○○ のように、プロセスの利用する領域の情報を一括して移動する必要はなく、より細かなページ単位での移動が可能になる。
ページアウト, メモリの初期化, プロセススワッピング
25
以下に示す参照列（左から右に示す番号のページへの参照）に対して、LRU（least recently used）を利用した際の置換えを考える。
物理ページ数が5である場合、各番号のページへの参照において、ページフォールが発生するかどうかを×か〇で以下に答えよ。
ページフォールトが発生する場合は×、発生しない場合を〇とする。
× × × × × ○ ○ × ○ ○ ○ × × × ○
26
以下に示す参照列（左から右に示す番号のページへの参照）に対して、OPT（optimal）を利用した際の置換えを考える。
物理ページ数が5である場合、各番号のページへの参照において、ページフォールが発生するかどうかを×か〇で以下に答えよ。
ページフォールトが発生する場合は×、発生しない場合を〇とする。
× × × × × ○ ○ × ○ ○ ○ ○ × ○ ○
27
シーケンシャルアクセスでも、ランダムアクセスでも、オープンとクローズの操作は必要となる。
○
28
大きなファイルの末尾へのアクセスを考えた場合、FATファイルシステムでも、UNIXファイルシステムでも、先頭へのアクセスと比較すると時間がかかる。
○
29
ファイルシステムにおいて、多くの名前を効率良く管理するための構造としてディレクトリがある。木構造を成し、ルートディレクトリからファイルに到る経路（path）によって管理するディレクトリを○○と呼ぶ。単純な表構造を利用した場合、エントリ数に比例した時間がかかるため、ファイル名検索を高速化するために○○ が用いられることもある。
また、ファイルアクセスでは、システムコールによって、プロセス内のメモリ領域とファイルとの間で、データの読み書きがされる。○○が実現されたシステムでは、データをメモリに格納するだけで、ファイルへの書出しが可能となっている。
階層ディレクトリ, ハッシュ表構造, メモリマップトファイル
30
FATファイルシステムの説明として正しくないものを選択せよ
ハードリンクとソフトリンクの両方が実現可能である。
31
UNIXファイルシステムの説明として正しくないものを選択せよ。
1つのi-nodeで複数のファイルを扱う構造となっている。
32
手続き呼出しを異なるプロセス間で利用できるようにするには、手続き呼出しのインタフェースとメッセージ交換の際のデータ交換プロトコルが定義されている必要がある。その際、手続き呼出し形式からメッセージ通信形式への変換が行われる。
○
33
分散処理、並列処理、並行処理は、同じ処理形態であり、違いはない。
×
34
バリア同期とギャングスケジューリングは同じことである。
×
35
分散処理の代表的なモデルとして○○ がある。このモデルは、要求された処理を行うサーバと、要求を行うクライアントで分離されているモデルである。サーバは、処理結果をクライアントに応答として返すことになる。手続き呼出しに注目してみると、単一のプロセス内でなければ、通常の手続き呼出しは使えない。これはコンピュータのメモリ空間のアドレスを利用して呼び出しを行うためである。手続き呼出しを異なるプロセス間で利用できるようにするには、手続き呼出しのインタフェースとメッセージ交換の際のデータ交換プロトコルが定義されている必要がある。その際、手続き呼出し形式からメッセージ通信形式への変換が行われるが、この変換を行う部分を○○と呼ぶ。メッセージ交換のデータ表現としては、バイナリ形式が用いられることが多いが、文字表現によるテキスト形式のデータ記述言語である○○による表現も用いられる。
クライアントサーバモデル, スタブ, XML
36
遠隔手続き呼出しを利用するためには、そのセマンティクスを正しく理解して使用する必要がある。通信エラーなどにより再送が行われたとしても、1回だけ呼び出された場合と同じになることを保証するセマンティクスを選択肢から選択せよ。
冪等セマンティクス
37
分散共有に関する説明として正しくないものを選択せよ。
シーケンシャル・コンシステンシ・モデルでは、データが変更された際、そのデータを利用している他のノードにその変更されたデータを必ず送ることが保証される。
38
CUIでは、コマンドを文字列によって与える必要があるが、複数コマンドをまとめて実行することやコマンド処理の流れを制御することが可能である。
○
39
CUIでは、バッチ処理を行いやすいが、処理の流れを制御するようなことはできない。GUIでは、グラフィカルな表示を可能としたインタフェースにより、処理の流れを容易に制御することが可能となる。
×
40
WIMPインタフェースを実現するためのシステムとしてウィンドウシステムがあり、代表的なものとしてXウィンドウシステムがある。クライアント・サーバモデルに基づいており、Xサーバであるウィンドウマネージャにより、ルック・アンド・フィールを変更することができる。
×
41
文章の要素である文字をコンピュータで効率よく扱えるようにすることは、ユーザインタフェースを有するOSにおいて非常に重要である。コンピュータ内部では文字は○○として扱われ、どのような表現を利用するかが決まっている必要がある。文字の表現の体系は色々あり、ある文字コード系で表現できる文字集合の文字空間中の文字の位置をコードポイントと呼び、これによりどのように表現されるか定まる。しかし、日本語のように多くの文字を扱う場合は、コードポイントによる内部表現とその字形などの外部表現の対応付けだけでは、利用者が文字を自由に扱うのが難しくなる。そこで、多様な文字を入力できるようにするため、○○がOSに導入されている。これには大きく2つの方式があり、入力デバイスからのイベントをアプリケーションが受け取り、変換前にアプリケーションが関与するような方式を○○とよぶ。XIMでは、定められたプロトコルによる通信により、ネットワークを意識する必要のないようにかな漢字変換が実現できる。
数値, インプットメソッド, バックエンド方式
42
以下のようにメモリの0番地から3番地に16進数の数値が配置されている。
32ビットを単位として扱うプロセッサがあるとし、リトルエンディアンでこの数値を読み込む場合、どのような数値となるか、選択肢から選択せよ。
なお、番地はバイトのアドレスを表し、左から右へバイトのアドレスが0番地から3番地になっているものとする。
つまり、｜0番地｜1番地｜2番地｜3番地｜とバイトのアドレスがなっていることに注意すること。
｜01｜23｜45｜67｜
67452301
43
画像の問題
17, 8
44
画像の問題を答えよ
×, 2
45
画像の問題を答えよ
3
46
画像の問題を答えよ
scan c-scan look c-look, デッドロックとは複数の処理が互いに資源を待ち続けることで全ての処理が止まってしまう状態。
47
画像の問題を答えよ。
循環待ち 資源の待ちが循環していること
問題一覧
1
プロセッサステータスレジスタは（PSW）は、プロセッサの状態を表すフラグを集めたレジスタである。
○
2
OSにおける実行主体は仮想メモリである
×
3
プロセッサ内の記憶空間は○○ と呼ばれ，プロセッサ内の高速アクセス可能な記憶領域を○○という。特に次の実行する命令のアドレスを示すものは○○と呼ばれる。
コンテキスト空間, レジスタ, プログラムカウンタ
4
システムコールの説明で正しいものを選択せよ。
OS（カーネル）の機能を呼び出すための機構
5
教科書では、コンテキスト空間とメモリ空間を個別に持っている実行環境を意味するものを何と呼んでいるか。
日本語カタカナで答えよ。
（空白などを含めず、1つの単語で答えること。括弧や余計な文字を含めた場合は不正解になるので注意すること。）
タスク
6
相互排除のための不可分命令が実プロセッサの命令として用意されており、相互排除の実現ではそれを利用するのが一般的である。不可分命令の途中で割り込みが発生した場合は、その不可分命令が途中で中断される。
×
7
プロセス間通信においてデータを交換する際、データをコピーする方法でも、メモリを共有して参照によって実現する方法でも効率は変わらない。
×
8
相互排除において、条件が成立するのを繰り返し判定し続けることを○○と呼ぶ。プロセッサが○○になることがなく非生産的なことが問題となる。このような状態を防ぐため、条件変数による同期機構として○○がある。
ビジーウェイト, アイドル状態, モニタ
9
相互排除の条件の説明として正しくないものを選択せよ。
必ず優先度逆転が起きないようにする必要がある。
10
デッドロックの解決法の説明として正しくないものを選択せよ。
ライブロックにより回復を行う方策をとる。
11
ダイレクトメモリアクセス（DMA）では、メモリとメモリ間もしくはメモリとデバイスコントローラ間で直接データの交換がプロセッサを仲介して行われる。
×
12
ディスク装置内のデータをアクセスするために必要なアクセス時間は、シーク時間、回転待ち時間、転送時間の合計である。
平均回転待ち時間は、ディスクの回転速度から計算でき、5400rpmの場合、5ミリ秒以下となる。
×
13
一般的に、デバイスコントローラはバスを介してプロセッサと接続される。バスの実現方式としてパラレル接続とシリアル接続があるが、デバイスコントローラを数珠繋ぎするパラレル接続の方式を○○という。物理的には異なる種類のバスが用いれれることもある。プロセッサとデバイスコントローラの通信は、メモリ空間もしくは○○を介して行われる。プロセッサがデバイスと直接データ交換を行うとプロセッサが待ちに入ることが多くなるので、このような待ちを発生させないためバッファが用いられる。ただし、入力の場合にはデータが入力装置からバッファに読み込まれるのを待つ必要があり、出力の場合にもバッファの空きができるのを待つケースがある。この待ち合わせのために同期が行われ、有限のバッファにデータを追加し、取り出す際の同期の問題を○○と呼ぶ。
デイジーチェーン, i/o空間, 生産者消費者問題
14
スケジューリング対象のディスクアクセス待ち行列が以下の図のようになっているとする。
ここで、スケジューリング時にはヘッドが40にあるとする。
最短シーク時間でスケジューリングした結果を、
優先順位の高い順に、左からトラック番号を並べることで示せ。
44 34 21 12 8 55 70 76 84 91
15
スケジューリング対象のディスクアクセス待ち行列が以下の図のようになっているとする。
ここで、スケジューリング時にはヘッドが40にあるとし、C-LOOKアルゴリズムでは，最初小さい番号に向かって移動するとしている。
C-LOOKでスケジューリングした結果を、
優先順位の高い順に、左からトラック番号を並べることで示せ。
34 21 12 8 91 84 76 70 55 44
16
ページングでは、外部断片化と内部断片化は発生しない。
×
17
ページテーブルを用いたアドレス変換では、ページサイズを大きくすることによって、ページテーブルエントリの個数は減らすことができるが、内部断片化による領域の無駄が大きくなる。多段ページテーブルでは、実際に利用する領域が小さい場合のページテーブルに要する無駄が大きくなることを避けることができる。
○
18
コンパクションにより、プログラムの配置位置が変わる可能性が考えられるが、そのような場合でもプログラムを問題なく実行できるようにするためには、実行中の命令アドレスを基準とする相対ジャンプ命令のみを利用するなど、プログラムがである必要がある。
逆ページテーブルを利用したアドレス変換では、 を用いるが、衝突が発生した際には複数回のメモリアクセスが必要になる。
実際にアドレス変換がされる際には、物理メモリ上の変換テーブルを利用するよりも、高速な記憶場所である を用いてアドレス変換を行い、逆ページテーブルを参照することなく、対応する物理ページを求めることがあり、そのような機構を持ったプロセッサが多い。
リロケータブル, ハッシュ関数, 連想メモリ
19
ガーベジコレクションの説明として正しくないものを選択せよ。
代表的な方式として、マーク・アンド・スイープ、コピーイング、参照カウントの３つがあるが、どの方式においても利用可能な記憶領域が減少してしまうことはない。
20
可変長領域を割当ての単位として、アドレス変換を行う方式を選択せよ。
セグメンテーション
21
断片化に関する記述のうち、適切なものはどれか。
外部断片化の発生によって、合計としては十分な空きメモリ領域があるにもかかわらず、必要とするメモリ領域を獲得できなくなることがある。
22
オーバレイと仮想記憶システムは、どちらも物理メモリ以上の大きなプログラムを実行可能にする。
○
23
メモリアクセス時間を100ns、メモリアクセス時間を含むページ置換え時間を10msとし、20万回に1回の割合でページフォールトが発生するコンピュータがあったとする。
このコンピュータの実効メモリアクセス時間は，110ns以下となる。
×
24
デマンドページングでは、ページフォールト例外のハンドラが、ページインの処理において、物理メモリを割り当てる。その際、物理メモリすべてがすでに割当て済みで、空きがない場合は、○○の処理を行う。その後、バッキングストアに退避したデータがあるかをみるが、データがない場合、○○を行う？○○ のように、プロセスの利用する領域の情報を一括して移動する必要はなく、より細かなページ単位での移動が可能になる。
ページアウト, メモリの初期化, プロセススワッピング
25
以下に示す参照列（左から右に示す番号のページへの参照）に対して、LRU（least recently used）を利用した際の置換えを考える。
物理ページ数が5である場合、各番号のページへの参照において、ページフォールが発生するかどうかを×か〇で以下に答えよ。
ページフォールトが発生する場合は×、発生しない場合を〇とする。
× × × × × ○ ○ × ○ ○ ○ × × × ○
26
以下に示す参照列（左から右に示す番号のページへの参照）に対して、OPT（optimal）を利用した際の置換えを考える。
物理ページ数が5である場合、各番号のページへの参照において、ページフォールが発生するかどうかを×か〇で以下に答えよ。
ページフォールトが発生する場合は×、発生しない場合を〇とする。
× × × × × ○ ○ × ○ ○ ○ ○ × ○ ○
27
シーケンシャルアクセスでも、ランダムアクセスでも、オープンとクローズの操作は必要となる。
○
28
大きなファイルの末尾へのアクセスを考えた場合、FATファイルシステムでも、UNIXファイルシステムでも、先頭へのアクセスと比較すると時間がかかる。
○
29
ファイルシステムにおいて、多くの名前を効率良く管理するための構造としてディレクトリがある。木構造を成し、ルートディレクトリからファイルに到る経路（path）によって管理するディレクトリを○○と呼ぶ。単純な表構造を利用した場合、エントリ数に比例した時間がかかるため、ファイル名検索を高速化するために○○ が用いられることもある。
また、ファイルアクセスでは、システムコールによって、プロセス内のメモリ領域とファイルとの間で、データの読み書きがされる。○○が実現されたシステムでは、データをメモリに格納するだけで、ファイルへの書出しが可能となっている。
階層ディレクトリ, ハッシュ表構造, メモリマップトファイル
30
FATファイルシステムの説明として正しくないものを選択せよ
ハードリンクとソフトリンクの両方が実現可能である。
31
UNIXファイルシステムの説明として正しくないものを選択せよ。
1つのi-nodeで複数のファイルを扱う構造となっている。
32
手続き呼出しを異なるプロセス間で利用できるようにするには、手続き呼出しのインタフェースとメッセージ交換の際のデータ交換プロトコルが定義されている必要がある。その際、手続き呼出し形式からメッセージ通信形式への変換が行われる。
○
33
分散処理、並列処理、並行処理は、同じ処理形態であり、違いはない。
×
34
バリア同期とギャングスケジューリングは同じことである。
×
35
分散処理の代表的なモデルとして○○ がある。このモデルは、要求された処理を行うサーバと、要求を行うクライアントで分離されているモデルである。サーバは、処理結果をクライアントに応答として返すことになる。手続き呼出しに注目してみると、単一のプロセス内でなければ、通常の手続き呼出しは使えない。これはコンピュータのメモリ空間のアドレスを利用して呼び出しを行うためである。手続き呼出しを異なるプロセス間で利用できるようにするには、手続き呼出しのインタフェースとメッセージ交換の際のデータ交換プロトコルが定義されている必要がある。その際、手続き呼出し形式からメッセージ通信形式への変換が行われるが、この変換を行う部分を○○と呼ぶ。メッセージ交換のデータ表現としては、バイナリ形式が用いられることが多いが、文字表現によるテキスト形式のデータ記述言語である○○による表現も用いられる。
クライアントサーバモデル, スタブ, XML
36
遠隔手続き呼出しを利用するためには、そのセマンティクスを正しく理解して使用する必要がある。通信エラーなどにより再送が行われたとしても、1回だけ呼び出された場合と同じになることを保証するセマンティクスを選択肢から選択せよ。
冪等セマンティクス
37
分散共有に関する説明として正しくないものを選択せよ。
シーケンシャル・コンシステンシ・モデルでは、データが変更された際、そのデータを利用している他のノードにその変更されたデータを必ず送ることが保証される。
38
CUIでは、コマンドを文字列によって与える必要があるが、複数コマンドをまとめて実行することやコマンド処理の流れを制御することが可能である。
○
39
CUIでは、バッチ処理を行いやすいが、処理の流れを制御するようなことはできない。GUIでは、グラフィカルな表示を可能としたインタフェースにより、処理の流れを容易に制御することが可能となる。
×
40
WIMPインタフェースを実現するためのシステムとしてウィンドウシステムがあり、代表的なものとしてXウィンドウシステムがある。クライアント・サーバモデルに基づいており、Xサーバであるウィンドウマネージャにより、ルック・アンド・フィールを変更することができる。
×
41
文章の要素である文字をコンピュータで効率よく扱えるようにすることは、ユーザインタフェースを有するOSにおいて非常に重要である。コンピュータ内部では文字は○○として扱われ、どのような表現を利用するかが決まっている必要がある。文字の表現の体系は色々あり、ある文字コード系で表現できる文字集合の文字空間中の文字の位置をコードポイントと呼び、これによりどのように表現されるか定まる。しかし、日本語のように多くの文字を扱う場合は、コードポイントによる内部表現とその字形などの外部表現の対応付けだけでは、利用者が文字を自由に扱うのが難しくなる。そこで、多様な文字を入力できるようにするため、○○がOSに導入されている。これには大きく2つの方式があり、入力デバイスからのイベントをアプリケーションが受け取り、変換前にアプリケーションが関与するような方式を○○とよぶ。XIMでは、定められたプロトコルによる通信により、ネットワークを意識する必要のないようにかな漢字変換が実現できる。
数値, インプットメソッド, バックエンド方式
42
以下のようにメモリの0番地から3番地に16進数の数値が配置されている。
32ビットを単位として扱うプロセッサがあるとし、リトルエンディアンでこの数値を読み込む場合、どのような数値となるか、選択肢から選択せよ。
なお、番地はバイトのアドレスを表し、左から右へバイトのアドレスが0番地から3番地になっているものとする。
つまり、｜0番地｜1番地｜2番地｜3番地｜とバイトのアドレスがなっていることに注意すること。
｜01｜23｜45｜67｜
67452301
43
画像の問題
17, 8
44
画像の問題を答えよ
×, 2
45
画像の問題を答えよ
3
46
画像の問題を答えよ
scan c-scan look c-look, デッドロックとは複数の処理が互いに資源を待ち続けることで全ての処理が止まってしまう状態。
47
画像の問題を答えよ。
循環待ち 資源の待ちが循環していること