ページングとは？

ページングの意味

論理空間・物理空間を固定長のページに分割し、ページ単位で主記憶と補助記憶を入れ替える仮想記憶の方式。ページテーブルで論理ページ番号から物理ページ番号への対応を管理する。

ページングの具体例

ページテーブルの所要量は「エントリ数×1エントリのサイズ」で求める。論理空間4Gバイト、ページ4Kバイト、エントリ4バイトなら、エントリ数は100万個で4Mバイト。

ページングは試験でどう引っ掛けられる？

ページサイズを小さくすると、ページ内の未使用部分（内部断片化）が減って主記憶を有効に使える一方、ページテーブルが大きくなりページフォールトの回数も増える。

ページングと関連する用語

• セグメンテーション
• 内部断片化
• TLB

ページングが出た過去問

• ページング方式の仮想記憶において、ページフォールトの発生回数を増加させる要因はどれか。

  正解：主記憶に存在しないページへのアクセスが増加すること

  要点：ページフォールトは主記憶に無いページを参照したときに発生する

  ページフォールトは、参照したページが主記憶上に存在せず補助記憶から読み込む必要があるときに発生する割込みである。したがって主記憶に載っていないページへの参照が増えるほど発生回数は増える。主記憶に存在するページへのアクセスや、ページの更新比率はページフォールトの発生そのものには直結しない。

  出典：平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問20（IPA）

• ページング方式の説明として，適切なものはどれか。

  正解：仮想記憶空間と実記憶空間をそれぞれ固定長の領域に区切り，対応づけて管理する方式

  要点：ページングは仮想・実記憶を固定長ページで対応付ける

  ページングは仮想記憶空間と実記憶空間の両方をページと呼ぶ固定長の区画に分け、ページテーブルで対応付けて管理する方式です。固定長なので外部断片化が起きにくく、必要なページだけを実記憶に載せられます。可変長の区画で管理するセグメンテーションと対比して覚えます。

  出典：平成29年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問15（IPA）

• 仮想記憶方式のコンピュータシステムにおいて，処理の多重度を増やしたところ，ページイン，ページアウトが多発して，システムの応答速度が急激に遅くなった。このような現…

  正解：スラッシング

  要点：スラッシングは多重度過多でページング多発し性能低下

  スラッシングは、多重度を上げすぎて各プロセスに割り当てられる実記憶が不足し、ページイン・ページアウトが頻発してCPUが本来の処理よりページ置換えに費やされる状態をいう。結果としてスループットが急激に低下する。多重度を下げるか実記憶を増設することで解消する。

  出典：令和8年度 （公開問題） 基本情報技術者試験 kamokuA 問5（IPA）