基本情報 平成27年度 秋期 問19：テクノロジ系に関する問題

答えは c「実行中のタスクが自分で終わるか待ち状態になるまで、他のタスクは実行できない」です。

ノンプリエンプティブ＝「強制的に取り上げない」方式。

たとえば順番に発表する勉強会で「発表者が自分で終わると言うまで誰も中断できない」ルール。逆にプリエンプティブは「時間が来たら司会が強制的に切り上げる」方式。

👉 覚え方：ノン（Non）＝強制中断なし＝自分で終わるまで続く。

ほかの選択肢：a 残り時間で並べる＝SRT方式／b 時間内に終わらないと中断＝プリエンプティブ（タイムスライス）／d 優先度で割込み＝プリエンプティブ。

なぜこれが正解か

正解は c。ノンプリエンプティブ（Non-Preemptive：非優先取得）スケジューリングは、実行中のタスクが自発的にCPUを手放す（待ち状態遷移または終了）まで、他のタスクに切り替えない方式。代表例：FCFS（First Come First Served）、SJF（Shortest Job First）の非プリエンプティブ版。

各選択肢の解説

• a 誤り：残り実行時間順に実行＝SRT（Shortest Remaining Time）で、プリエンプティブ方式。
• b 誤り：時間内に待ち状態にならないと中断＝ラウンドロビン（Round-Robin）で、プリエンプティブ方式。
• d 誤り：優先度比較で実行中タスクを中断＝プリエンプティブ優先度スケジューリング。

覚え方・ひっかけ注意

プリエンプティブとノンプリエンプティブの違い：

• プリエンプティブ：OSが強制的に実行権を取り上げる（割込み発生）。応答性高い。
• ノンプリエンプティブ：実行中タスクが自発的に手放すまで継続。実装シンプル。

現代の汎用OSはほぼすべてプリエンプティブ。ノンプリは協調的マルチタスク（Windows 3.x、初期Mac OS）・組込みリアルタイムOSの一部で採用。

理論的背景

プロセススケジューリングはOSの中核機能。プリエンプティブ／ノンプリエンプティブの2分類に加え、スケジューリングアルゴリズム別に多数の手法がある。性能評価指標はターンアラウンド時間・応答時間・待ち時間・スループット・CPU使用率・公平性（Fairness）。

実務での使われ方

主要スケジューリングアルゴリズム：

• FCFS（FIFO）：到着順。ノンプリ。実装簡単だが「コンボイ効果」発生。
• SJF/SRT：実行時間最短から。応答時間最適だが実行時間予測必要。
• ラウンドロビン：タイムスライス（量子）で均等割当。プリエンプティブ。応答性良。
• 優先度スケジューリング：優先度順。プリエンプティブ／ノンプリエンプティブ両方あり。優先度逆転（Priority Inversion）問題に注意。
• 多段フィードバックキュー（MLFQ）：複数キューを階層化。UNIXの伝統的方式。
• CFS（Completely Fair Scheduler）：Linux標準（2.6.23以降）。仮想ランタイムでI/Oバウンドプロセスを優遇。
• EDF（Earliest Deadline First）：リアルタイムOSの最適アルゴリズム。
• Rate Monotonic（RMS）：周期タスクの静的優先度。

組込みリアルタイムOS（FreeRTOS・μITRON・VxWorks・RTEMS）では応答時間保証のためプリエンプティブ優先度方式が主流。

試験での位置づけ

OS・コンピュータシステム分野の最頻出論点。基本情報・応用情報・組込みシステムスペシャリスト・エンベデッドシステムスペシャリストで毎期出題。応用情報以上では平均待ち時間・ターンアラウンド時間の計算問題、優先度逆転の対策（優先度継承プロトコル・優先度上限プロトコル）まで踏み込む。

選択肢の発展補足

• SRT（a）：SJFのプリエンプティブ版。新タスク到着時に残り実行時間で再評価。
• ラウンドロビン（b）：タイムスライス値が短すぎるとコンテキストスイッチオーバーヘッド増、長すぎるとFCFSに退化。
• 優先度プリエンプティブ（d）：リアルタイム制約のあるシステムで使用。Mars Pathfinder（1997年）の優先度逆転事故は古典例。
• 関連用語：コンテキストスイッチ、ディスパッチ、スケジューラ（短期・中期・長期）、コンボイ効果、スタベーション（飢餓状態）、エイジング（待ち時間に応じて優先度を上げる）、CPU親和性（Affinity）、SMP・NUMAスケジューリング。