勉強のあれこれ6

ソフトウェア・ハードウェア

・ハードリアルタイムシステム

システムの処理が時間内に終了しなかった場合に致命的な問題が発生するシステム

・ソフトリアルタイムシステム

システムの処理が時間内に終了しなくても、致命的な問題は発生しないシステム

・API(Application Program Interface)は、アプリケーションからOSが用意した各機能を呼び出すための仕組みのことである。一般に公開されているので、APIを利用してアプリケーションを効率よく作成することができる。

・仮想記憶方式では、主記憶装置上の実記憶域と補助記憶装置上の仮想アドレス空間をページあるいはセグメントという単位で分割して管理する。ページは固定長の領域であり、セグメントは可変長の領域で、プログラムの中で特定の機能を持つ構成要素である。通常、セグメントは複数のページによって構成される。

・仮想記憶システムでは、プログラム実行中に必要なページが主記録装置上にない(ページファルト)場合は、該当するページを補助記憶装置から主記録装置に読み込まなければならない。このような事象が頻繁に起こって本来の処理が進まなくなる現象をスラッシングという。

・スラッシングが発生すると、そのためにCPUが使われ、本来のアプリケーションの処理が進まなくなる。つまり、アプリケーションのCPU使用率は低くなる。一方、主記録と補助記録の間のページ転送量は増加する。

・システムのスループットを高くするには、タイプＡの入出力処理中にタイプＢのタスクを処理するのが最も効率が良い、したがって、タイプＡのタスクを優先的に処理してから入出力処理に移行し、その間にタイプＢのタスクを処理するようにする。そのためには、優先度方式のスケジューリングを採用して、タイプＡの優先度を高くするとよい。

・CPUの処理時間を微小な時間に分割し、各タスクに割り当てることでタスクの処理効率を向上させることを、タイムスライシングという。

・スプーリング　：　主記録装置と入出力装置間のデータ処理速度の違いによって処理効率の低下が発生する。これに対して、いったんデータを補助記憶装置に格納しておくことでシステム全体の処理効率を向上させるバッファリング機能のこと。

・LRU(Least Recently Used)方式 ：　もっとも最近使われなくなったデータを取り除き、代わりに新しいデータを取り込むという置き換えアルゴリズムの一つ。

・メモリプール　：　プログラムの実行中にメモリを動的に確保できるようにあらかじめ用意しておくメモリ領域。複数の固定サイズのメモリブロックに分割する固定長方式と、メモリブロックによってサイズが変わる可変長方式がある。

　固定長方式　：　小さなサイズのメモリ資源もメモリブロックは一定のサイズで確保されるため、メモリの使用効率が悪くなる。メモリブロックの獲得・返却では、メモリプール番号を指定して管理できるので、りょり速度は速くかつ一定になる。

　可変長メモリプール　：　メモリブロックの獲得と返却を繰り返すことでフラグメンテーションが発生しやすくなるという問題もある。

・セマフォ　：　複数のプロセスがメモリやファイルなどを共有しているとき、同時にアクセスすることでデータの破壊や不整合が起こることを防ぐ目的で用いられる。並行動作しているプロセス間で交換される信号を制御する機構。

・ミドルウェア　：　OSとアプリケーションソフトの間に位置するソフトウェアのことで、データベース管理システムなどがある。

・シリンダ　：　複数の磁気ヘッドがヘッドの移動なしに読み書きできるトラックの集まりで、仮想的な同筒とみなしてシリンダという。

・トラック　：　一定の速度で回転している磁気ディスク盤上で、１回転で一つの磁気ヘッドが読み込みできる円状の領域

・セクタ　：　円状のトラックを放射状に区切った領域で、ディスクからデータを読み書きするときの単位となる。

・CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor : 相補性金属酸化膜半導体)

　プロセッサの主流として広く使われている半導体。