コンピュータ

2022/5/6

LFU（Least Frequently Used）とは

LFU（Least Frequently Used） LFU（Least Frequently Usedの略）とは、キャッシュメモリや仮想記憶（仮想メモリ）が扱うデータのリソースの割り当てを決定するアルゴリズムのことで、最も使用頻度が低いものから順に追い出す方式のことです。キャッシュメモリや仮想記憶で使用する主記憶装置の容量がいっぱいになったとき、いずれかのデータを追い出して、空き領域を作る必要があります。このときLFUのアルゴリズムでは、最も使用頻度が低いものから順にデータを追い出します。 LFUの動 ...

2022/5/6

LRU（Least Recently Used）とは

LRU（Least Recently Used） LRU（Least Recently Usedの略）とは、キャッシュメモリや仮想記憶（仮想メモリ）が扱うデータのリソースの割り当てを決定するアルゴリズムのことで、最も長い間参照されていないものから順に追い出す方式のことです。キャッシュメモリや仮想記憶で使用する主記憶装置の容量がいっぱいになったとき、いずれかのデータを追い出して、空き領域を作る必要があります。このときLRUのアルゴリズムでは、最も長い間参照されていないもの（最も過去に使用したもの）から順に ...

2022/5/6

ページ置換えアルゴリズム（FIFO、LIFO、LRU、LFU）

ページング方式のページ置換えアルゴリズムページング方式とは、仮想記憶（仮想メモリ）の実現方式のひとつで、メモリ領域を「ページ」と呼ばれる一定の大きさの領域に分割し管理する方式のことです。次の図は、ページング方式のイメージ例です。プログラムを「ページ」単位に分割して仮想記憶に記憶しています。仮想記憶は"仮想的な記憶領域"です。そのため、実際のデータは主記憶装置に記憶します。ただしページング方式では、ページが必要になるまで主記憶装置にページを読み込みません。（デマンドページング）そして、CPUからの要 ...

2022/5/6

ページアウトとは

ページアウトページアウト（英：page-out）とは、主記憶装置の容量がいっぱいで新しいページを読み込むことができない場合に、いずれかのページを主記憶装置から補助記憶装置に追い出して空き領域を作る操作のことです。上記図はページアウトのイメージ例です。主記憶装置上の「ページ1」を補助記憶装置に追い出すことで、主記憶装置に空き領域を作っています。ページアウトはどういうときに発生するのか？仮想記憶の現実方法のひとつであるページング方式では、メモリ領域をページと呼ばれる一定の大きさの領域に分割し管理します ...

2022/4/12

ページインとは

ページインページイン（英：page-in）とは、補助記憶装置から主記憶装置にページを読み込む操作ことです。次の図はページインのイメージ例です。補助記憶装置に保存されている「ページ1」を主記憶装置に読み込んでいます。ページインはどういうときに発生するのか？仮想記憶の現実方法のひとつである「ページング方式」では、メモリ領域をページと呼ばれる一定の大きさの領域に分割し管理します。例えば、次のようにプログラムAを仮想記憶に記憶するとき、ページング方式ではプログラムを「ページ」と呼ばれる領域に入るように分 ...

2023/8/3

ページフォールトとは

ページフォールトページフォールト（英：page fault）とは、仮想記憶（仮想メモリ）を搭載したコンピュータで発生する事象で、物理メモリ上に存在しないページにアクセスしたときに発生する割り込みのことです。例えば、次の図のようにプログラムAを「ページ1」～「ページ4」に分割して仮想記憶に割り当てたとします。このように「ページ」単位で管理する方式を「ページング方式」といいます。このとき物理メモリ（主記憶装置）には、まだページを読み込みません。そのため、CPUからの要求でページにアクセスしようとしても ...

2022/4/12

プリページングとは

プリページングプリページングとはメモリ管理方式の一種で、近い将来参照されると予測したページを事前に主記憶装置（メインメモリ）に読み込んでおく方式のことです。プリページングの流れそれでは図を利用してプリページングの流れを説明していきます。例えば、次の図のようにプログラムAを「ページ1」～「ページ4」に分割して仮想記憶（仮想メモリ）に割り当てたとします。このように「ページ」単位で管理する方式を「ページング方式」といいます。このとき、主記憶装置にはまだページを読み込みません。そのため、CPUからの要 ...

2022/4/12

デマンドページングとは

デマンドページングデマンドページングとはメモリ管理方式の一種で、CPUからの要求があったページだけを主記憶装置に読み込む方式のことです。デマンドページングの流れそれでは図を利用してデマンドページングの流れを説明していきます。例えば、次の図のようにプログラムAを「ページ1」～「ページ4」に分割して仮想記憶に割り当てたとします。このように「ページ」単位で管理する方式を「ページング方式」といいます。このとき、主記憶装置にはまだページを読み込みません。そのため、CPUからの要求でページにアクセスしよう ...

2023/8/3

ページング方式とは

ページング方式ページング方式とは、仮想記憶の実現方式のひとつで、メモリ領域をページと呼ばれる一定の大きさの領域に分割し管理する方式のことです。仮想記憶とは、仮想的な記憶領域のことであり、仮想記憶を利用することで主記憶装置（メインメモリ）の容量を超えてメモリ空間を利用することができます。ページング方式で管理する単位ページング方式では、プログラムを「ページ」という単位に分割して管理します。次の例では、プログラムAを「ページ1」～「ページ4」に分割して、仮想記憶に記憶しています。仮想記憶は"仮想的な ...

2023/8/3

仮想記憶（仮想メモリ）とは

仮想記憶（仮想メモリ）仮想記憶（英：virtual memory）とは仮想的な記憶領域のことであり、仮想記憶を利用することで主記憶装置（メインメモリ）の容量を超えてメモリ空間を利用することができます。仮想記憶の役割プログラム内蔵方式を採用しているコンピュータは、プログラムを実行するときハードディスクやSSDなどの補助記憶装置に保存してあるプログラムを主記憶装置（メインメモリ）に格納し、それをCPUが読み出し実行します。プログラムを主記憶装置上の領域に配置したり、不要になったプログラムを解放したりす ...

2022/3/29

逐次制御方式とは

逐次制御方式逐次制御方式（読み：ちくじせいぎょほうしき）とは、CPUの処理方式のひとつで、命令を1つずつ順番に処理していく方式です。次の図は、逐次制御方式のイメージ例です。「命令1」の処理が終わったら「命令2」を実行、「命令2」の処理が終わったら「命令3」を実行と3つの命令を順番に処理しています。逐次制御方式は、1つの命令が終わるまで次の命令を実行できないため、処理効率はよくありません。複数の命令を並行して実行する方式に「パイプライン処理」があります。 1つの命令が終わるまで次の命 ...

2022/3/23

リカーシブ（再帰的）とは

リカーシブ（再帰的）リカーシブ（英：recursive）とは、再帰的という意味の言葉であり、プログラミング言語において処理中に自分自身を呼び出すことができるという性質のことです。プログラミング言語で作られた関数やメソッドなどの処理の中に、自身の呼び出しを行うコードが含まれることを再帰呼び出し（英：recursive call）といい、そのような関数を再帰関数（英：recursive function）（もしくは再帰的関数）といいます。複雑な処理も再帰呼び出しによって簡単に解決できるが、処理の終了 ...

2022/3/22

プログラム内蔵方式とは

プログラム内蔵方式プログラム内蔵方式（プログラムないぞうほうしき）とは、プログラムを主記憶装置（メインメモリ）に格納し、CPUがこれを読み取りながら実行を行う方式のことです。別名「プログラム格納方式」や「ストアドプログラム方式」とも呼ばれています。そして、プログラム内蔵方式を採用しているコンピュータのことを「ノイマン型コンピュータ」といい、現在普及しているコンピュータのほとんどがノイマン型コンピュータです。次の図は、プログラム内蔵方式のイメージ例です。プログラム内蔵方式を採用しているコンピュータ（ ...

2023/8/3

リエントラント（再入可能）とは

リエントラント（再入可能）リエントラント（再入可能）とはリエントラント（再入可能）とは、複数のプログラムを並行して実行するマルチタスク（マルチプログラミング）において、実行中プログラムが同時に他のプログラムから呼び出されても正常に処理できるという性質のことです。例えば、次の図のように並行して複数のプログラム（タスク）から同時に呼び出されても、リエントラント（再入可能）の性質を持つプログラムは、それぞれに正しい結果を返却することができます。リエントラント（再入可能）のプログラムは、使用するデータ（変 ...

2022/3/22

リユーザブル（再使用可能）とは

リユーザブル（再使用可能）リユーザブル（再使用可能）とは、主記憶装置上に読み込まれたプログラムが、繰り返し利用可能であるという性質のことです。プログラム内蔵方式という方式を採用しているコンピュータは、プログラムを実行するときハードディスクなどの補助記憶装置に保存してあるプログラムを主記憶装置上にロード（読み込む）してから実行します。このとき、リユーザブル（再使用可能）の性質を持つプログラムは、処理を終えたあと再ロードすることなく何度も繰り返し利用することができます。（主記憶装置上にロードしたまま繰り ...

2022/3/22

リロケータブル（再配置可能）とは

リロケータブル（再配置可能）リロケータブル（再配置可能）とは、メモリ上の何処に配置しても実行することができるという性質のことです。メモリ上のどこに配置しても問題なく実行できるプログラム内蔵方式という方式を採用しているコンピュータは、プログラムを実行するときハードディスクなどの補助記憶装置に保存してあるプログラムを主記憶装置（メインメモリ）にロード（読み込む）してから実行します。このとき、リロケータブル（再配置可能）の性質を持つプログラムは、メモリ上のどこに配置しても実行することができます。再配置 ...

2023/9/15

不揮発性メモリとは

不揮発性メモリ（ふきはつせいめもり）不揮発性メモリ（英：non-volatile memory）とは、データの記憶に用いられる半導体メモリの分類の一つで、電源を供給しなくても記憶内容を維持できるメモリのことです。メモリは揮発性メモリである「RAM」と不揮発性メモリである「ROM」に分類されています。 RAM（揮発性） DRAM 主記憶装置（メインメモリ）として使用されている SRAM キャッシュメモリとして使用されている ROM（不揮発性）マスクROM 読み出し専用のメモリ。ユーザーによる消去・書き ...

2023/9/15

揮発性メモリとは

揮発性メモリ（きはつせいめもり）揮発性メモリ（英：volatile memory）とは、データの記憶に用いられる半導体メモリの分類の一つで、電源を切ると記憶内容が消えてしまうメモリのことです。コンピュータで使用するメモリは「揮発性（きはつせい）」と「不揮発性（ふきはつせい）」の2種類に分かれています。電源を供給しないと記憶している情報を保持できない（電源を切ると記憶内容が消えてしまう）メモリを「揮発性メモリ」、電源を供給しなくても情報を失わない（電源を切っても記憶内容が消えない）メモリを「不揮発性メ ...

2023/8/3

スワッピング方式とは

スワッピング方式スワッピング方式とは、主記憶装置の空き領域が少ないとき、優先度の低いプログラムを一時的にハードディスクなどの補助記憶装置に退避（スワップアウト）させて空き領域を作り、退避させたプログラムが必要になったら再び主記憶装置にロードする（スワップイン）方式のことです。実記憶管理プログラム内蔵方式という方式を採用しているコンピュータは、プログラムを実行するときハードディスクなどの補助記憶装置に保存してあるプログラムを主記憶装置（メインメモリ）にロードしてから実行します。このように主記憶装置に ...

2023/8/3

スワップインとは

スワップインスワップインとはスワップイン（swap-in）とは、スワップアウトによりハードディスクなどの補助記憶装置に退避していたプログラムを主記憶装置に再ロードすることです。主記憶装置（メインメモリ）の空き領域が少ないとき、優先度の低いプログラムを一時的にハードディスクなどの補助記憶装置に移すことをスワップアウトといいます。次の図は、スワップアウトのイメージ例です。そして、スワップアウトにより退避していたプログラムが必要となり、主記憶装置に戻すことをスワップインといいます。次の図は、スワップ ...

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