のんびりやろう!情報処理試験!-1問1問コツコツと-

J Question vol.3165


カテゴリー: 2017年06月16日
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■今日の問題■☆☆(等幅フォントで見てね!)
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 現在利用しているパソコンで 10 本のプログラムを同時に動かそうとした
 ところ、3 本目のプログラムが実行を開始した時点で“メモリ不足”という
 OS のメッセージが表示され、実行できなかった。
 そこで、容量が 40G バイトの磁気ディスク装置をパソコンに接続して、
 その全領域を仮想記憶機能のための補助記憶として割り当てたところ、
 メモリ不足のメッセージは出なくなった。
 この対処後、10 本のプログラムを実行中のパソコンの動作状態に関する
 記述として、適切なものはどれか。

 ア 磁気ディスク上のファイルアクセス速度が向上するので、
   大きなファイルのコピー時間が短縮できる。

 イ 主記憶のアクセス速度が向上するので、複雑な立体画像の
   レンダリング処理も高速で行えるようになる。

 ウ 一つのプログラム(タスク)で最大約 40G バイトのメモリ空間を
   使用できるので、大きなファイルも一度に主記憶上に展開して
   高速に編集することが可能になる。

 エ 見かけ上の主記憶は増え、エラーメッセージは出なくなっているが、
   ページングが多発してシステムのスループットは低下している。




















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■解答■(出典:H13.秋 基本情報 問31)
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 エ 見かけ上の主記憶は増え、エラーメッセージは出なくなっているが、
   ページングが多発してシステムのスループットは低下している。

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■解説■
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 オペレーションシステム(OS) に関する問題の特集に入っています。
 今日は OS の機能のうち、仮想記憶に関する問題でした。
 最頻出項目の 1 つであるページング方式の話です。


 仮想記憶(Virtual Memory) とは、主記憶の容量よりも大きくて
 大容量の記憶領域を必要とするプログラムや複数のプログラムを
 同時に実行させる場合に、主記憶(メモリ)の容量が足りない分を
 磁気ディスク(ハードディスク)で代用してしまおう!という方式です。

 簡単に説明すると、仮想記憶方式は
 実行したいプログラムを細かく分け、今すぐ必要な部分をメモリに、
 今すぐは必要でない部分をハードディスクに置いておきます。

 その後、CPUはメモリからプログラムを取り出して実行し、
 適宜、メモリとハードディスクの中身を入れ替えながら実行します。


 もう少し説明を加えていきましょう。

 「プログラムを実行する」ということを非常に短い時間の幅で考えた場合、
 プログラムの容量と言う点では、実際に実行するために使われる容量は
 プログラム全体のうちの一部分だけなのです。

 #これを「プログラムの局所性」とか言ったりします。

 この局所性を生かし、今すぐ必要な部分は主記憶(メモリ)に割り当て
 今すぐ必要でない部分はハードディスクに置いておきます。

 そして、必要に応じてハードディスクに置いてあるプログラムを
 主記憶(メモリ)にロード(road) することによって、
 複数のアプリケーションを同時に実行することが可能になったり、
 たくさんのメモリ容量を使うアプリケーションの実行も可能になります。


 主記憶とハードディスクの間でプログラムをやりとりする方式として
 ページング方式というのがあります。

 ページング方式では、主記憶の容量より大きいプログラムを実行する場合
 プログラムをページ(page) という固定長の単位に分解して、
 ハードディスク(補助記憶装置)に置いておきます。

> #ページングと言えば、固定長。

 そして、必要なページだけを主記憶にロードして実行し、
 必要なページが主記憶にない場合は、主記憶にあるいらないページを
 ハードディスクに戻して、必要なページを主記憶にロードします。

 このいらないページをハードディスクに戻すことをページアウト(page out)
 といい、必要なページを主記憶にロードすることをページイン(page in) と
 いいます。また、これらをまとめてページング方式(paging) といいます。


 ページング方式は大容量のプログラムを実行する際に有効ですが、
 ぺージ置換えの発生頻度が高くなると、システムの処理能力が
 急激に低下することがあります。

 これを、スラッシング(thrashing) といいます。

 このとき、OSはページの置き換えに CPU の処理のほとんどを
 割いてしまうので、CPU はその他の処理を受け付けなくなってしまいます。
 つまり、見かけ上コンピュータが動かなくなってしまいます。

 #ハードディスクがガリガリ言っていて固まってしまう状態です。


 長くなったので、もう一度問題を載せておきましょう。

> 現在利用しているパソコンで 10 本のプログラムを同時に動かそうとした
> ところ、3 本目のプログラムが実行を開始した時点で“メモリ不足”という
> OS のメッセージが表示され、実行できなかった。
> そこで、容量が 40G バイトの磁気ディスク装置をパソコンに接続して、
> その全領域を仮想記憶機能のための補助記憶として割り当てたところ、
> メモリ不足のメッセージは出なくなった。
> この対処後、10 本のプログラムを実行中のパソコンの動作状態に関する
> 記述として、適切なものはどれか。


 それでは、選択肢を順に見ていきましょう。

> ア 磁気ディスク上のファイルアクセス速度が向上するので、
>   大きなファイルのコピー時間が短縮できる。

   磁気ディスク装置をパソコンに接続しただけでは、
   ファイルアクセス速度は向上しません。
   よって、ファイルのコピー時間は変わりません。


> イ 主記憶のアクセス速度が向上するので、複雑な立体画像の
>   レンダリング処理も高速で行えるようになる。

   磁気ディスク装置をパソコンに接続しただけでは、
   主記憶のアクセス速度は向上しません。

   レンダリングとは、画像を描画する過程の計算処理のことを言います。
   性能の低いパソコンを使ったことがある方ならわかると思いますが
   複雑な立体画像のようなものを描画するときには、
   描画までに時間がかかりますね。


> ウ 一つのプログラム(タスク)で最大約 40G バイトのメモリ空間を
>   使用できるので、大きなファイルも一度に主記憶上に展開して
>   高速に編集することが可能になる。

   磁気ディスク装置をパソコンに接続しても、
   主記憶の容量は変わらないので、大きなファイルを
   主記憶上に展開することはできません。

   考えられる最大のメモリ空間は

   (ハードディスクの40GB)+(PCの主記憶分)-(OS等の使用分)

   となります。


> エ 見かけ上の主記憶は増え、エラーメッセージは出なくなっているが、
>   ページングが多発してシステムのスループットは低下している。

   これが正解になります。

   磁気ディスク装置をパソコンに接続して、仮想記憶として利用すれば
   見かけ上の主記憶が増えます。

   この環境でプログラムを動かせば、
   必要なタスクが主記憶上にない場合、必要なタスクを
   磁気ディスク装置から主記憶に転送します。

   エラーメッセージが出なくなっても、ページイン・ページアウトが
   多発するので、システムのスループットは低下します。






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★これ、おしえてっ!(質問編)★ 回答期限:6月19日(月)の夜まで
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 「この問題がわからないっ!!」という、
 読者からの質問をみなさんに回答してもらおう!というコーナーです。


 今回の質問はこちらです。(出典:H29.春 登録セキスペ 午前2 問5)
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 セッションIDの固定化(Session Fixation)攻撃の手口はどれか。


 ア HTTPS通信でSecure属性がないCookieにセッションIDを格納する
   Webサイトにおいて、HTTP通信で送信されるセッションIDを
   悪意のある者が盗聴する。

 イ URLパラメタにセッションIDを格納するWebサイトにおいて、
   Refererによってリンク先のWebサイトに送信されるセッションIDが
   含まれたURLを、悪意のある者が盗用する。

 ウ 悪意のある者が正規のWebサイトから取得したセッションIDを、
   利用者のWebブラウザに送り込み、利用者がそのセッションIDで
   ログインして、セッションがログイン状態に変わった後、
   利用者になりすます。

 エ 推測が容易なセッションIDを生成するWebサイトにおいて、
   悪意のある者がセッションIDを推測し、ログインを試みる。


--[回答のめやす(横幅:全角34文字)]--------------------------------
> 1234567890123456789012345678901234
----------------------------------------------------------------------

 情報処理安全確保支援士の問題を取り上げるのは初めてですかね?

 略称を調べたら「登録セキスペ」と書いてあったので、これ使います。
 微妙な名前(^^;;
 https://www.ipa.go.jp/siensi/
 

 これに対する回答(解説)を6月19日(月)の夜までにお願いします。

 このコーナーで取り上げてほしい問題のリクエストも募集中です。
 回答&お便りはこちらからでもOKです。
 http://www.shunzei.com/about/mail.html



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▼選択肢で勉強しよっ!▼(答えはこのメールの一番下にあります)
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> CRC(Cyclic Redundancy Check) 方式って?



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> *********************** 投稿募集中のテーマ *********************** <
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 のんびりやろう!情報処理試験! ~1問1問コツコツと~(週3日発行)
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▼選択肢で勉強しよっ!の答え▼
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 (基本情報平成22年秋問4)
 (基本情報平成16年春問63)の問題文より

> 送信側では、ビット列をある生成多項式で割った余りを
> そのビット列に付加して送信し、受信側では、受信したビット列が
> 同じ生成多項式で割り切れるか否かで誤りの発生を判断する誤り検査方式。

 (セキュリティ平成20年問17ウ)
 (ソフトウェア平成18年春問54ウ)
 (ネットワーク平成16年問31ウ)
 (ネットワーク平成12年問14ウ)の選択肢より

> 送信側では、生成多項式を使って検査対象のデータから検査用データを
> 作り、これを検査対象のデータに付けて送信する。

 (ネットワーク平成19年問40ア)
 (セキュリティ平成18年問20ア)の選択肢より

> 生成多項式が n 次の場合、長さ n 以下のバースト誤りを
> すべて検出できる。

 (ソフトウェア平成13年問67)の問題文より

> HDLC 手順において、フレームの伝送誤り検出方式として用いられるもの。

 (1種平成12年問33エ)の選択肢より

> n ビットの符号多項式と、それを m 次の生成多項式で割った余りを
> 使用する。

 (2種平成12年春問43)の問題文より

> 送信側は、伝送データを多項式とみなし、これをあらかじめ決められた
> 生成多項式で除算したときの余りを検査用の符号として伝送データに
> 付加する。受信側は、受信データを生成多項式で除算し、割り切れるか
> 否かで誤りの有無を判断する。データ伝送における、この誤り制御方式。

 (ネットワーク平成11年問13ア)の選択肢より

> 生成多項式が n 次の場合、長さ (n-1) 以下のバースト誤りを
> すべて検出できる。

 CRC(Cyclic Redundancy Check) 方式とは、
 HDLC 手順や LAN のデータリンク層レベル(レイヤ2レベル)での
 通信データのチェックで使われています。

 巡回冗長チェックとも呼ばれ、実用化されている中で
 最も厳しいチェック方法の1つです。


 例えば、(平成11年春2種問45の問題文)をそのまま理解するのが
 良いでしょう(^^; 

> 送信側では、ビット列にそのビット列をある生成多項式で割った余りを
> 付加して送信し、受信側では、受信したビット列が同じ生成多項式で
> 割り切れるか否かで誤りの発生を判断する誤り検査方式

 送信側では、CRC 生成多項式と呼ばれる式で元の2進コードを割って、
 その余りを巡回符号として付加します。

 まぁ、意味がわからなくても大丈夫です(^^;;
 「生成多項式」とあれば、CRC です。

 また、ランダム誤り(ビット毎に独立にランダムに起こる誤り)や
 バースト誤り(部分的に集中して起こる誤り)の検出が可能です。
 誤りが検出された場合は、データを再送します。



=-=[あとがき]=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=

 梅雨なのに全然雨が降らない東京ですが、天気図を見ると
 梅雨前線がたしかに沖縄あたりにありますね。
 そりゃ、降らないわけだ。

 というわけで、この週末は沖縄行ってきます(^^)



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