リアルタイムOSとは？りあるたいむおーえす
リアルタイムOSとは、決められた時間内に処理を終えることを最優先に設計されたOS。優先度に基づくプリエンプティブなスケジューリングと、割込みからタスク起床までの遅延が上限として見積もれる構造を備え、最悪実行時間から締切を守れるかを事前に検証できるようにする。平均の速さではなく、遅れの上限を保証できることが価値になる。
最終更新：2026-10-06
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制御対象の機械や物理現象は待ってくれない。ブレーキの制御やモータの位相制御では、平均して速いことに意味はなく、決められた周期の中で必ず終わることだけが要求になる。汎用OSはスループットと公平性を優先して設計されているため、最悪値が読めない。この要求の違いから、応答の上限を設計できるOSが別系統として発展した。
具体例
FreeRTOSやμITRON系のカーネルは、優先度ごとに実行可能なタスクを並べ、割込みハンドラから起床させたタスクへ即座に切り替える。周期タスクが締切に間に合うかは、そのタスクの実行時間に、周期内で割り込み得る高優先度タスクの実行時間を足し合わせて評価する。この計算が成り立つのは、切替えにかかる時間の上限が定義されているからである。
試験での引っ掛け
リアルタイムを処理が速いことだと読み替えるのが最大の誤り。求められるのは最悪でも締切を守れることで、平均スループットは汎用OSに劣ることもある。スケジューリングも到着順ではなく優先度に基づくプリエンプティブ方式が基本で、ハードリアルタイムでは締切を1回でも破れば機能喪失として扱う点も押さえておきたい。
関連用語
出た過去問
出典：令和3年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問17（IPA）
リアルタイムOSにおいて、実行中のタスクがプリエンプションによって遷移する状態はどれか。
正解：実行可能状態
要点：プリエンプションで実行中タスクは実行可能状態に戻る
プリエンプションは、より優先度の高いタスクの出現やタイムクォンタムの満了によって、実行中のタスクからCPUを強制的に取り上げることをいう。取り上げられたタスクは資源待ちに入るわけではなく、CPUさえ割り当てられればすぐ動ける実行可能状態に戻る。
出典：令和4年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問18（IPA）
優先度に基づくプリエンプティブなスケジューリングを行うリアルタイムOSにおける割込み処理の説明のうち、適切なものはどれか。ここで、割込み禁止状態は考慮しないもの…
正解：割込み処理ルーチンは、最も優先度の高いタスクよりも優先して実行される。
要点：割込み処理ルーチンは最優先タスクよりも先に実行される
割込み処理ルーチンは、タスクスケジューリングの枠組みの外でハードウェアの割込みによって起動されます。そのため、実行中のタスクがどれだけ優先度の高いタスクであっても、それを中断して先に実行されます。処理が長引くとタスクの実行が遅れるので、割込み処理は短く保つのが原則です。
出典：令和4年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問17（IPA）
出典：令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問16（IPA）
一つのI2Cバスに接続された二つのセンサーがある。それぞれのセンサー値を読み込む二つのタスクを排他的に制御したい。利用するリアルタイムOSの機能として、適切なも…
正解：セマフォ
要点：共有資源の排他制御にはセマフォを使う
1本のI2Cバスという単一の共有資源を、複数のタスクが同時に使わないように調停する必要がある。リアルタイムOSでこの相互排除を実現する機構がセマフォであり、資源を利用する前に獲得、利用後に解放することで、同時に1つのタスクだけがバスを使う状態を保証できる。
出典・参考
公式シラバスの1 基礎理論 ＞ 5. 計測・制御に関する理論 ＞ (2) 制御に関する理論に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。