参照の局所性とは？さんしょうのきょくしょせい
参照の局所性とは、プログラムのメモリ参照先が時間的にも空間的にも偏る経験的な性質。直前に使った番地をすぐまた使うのが時間的局所性、使った番地の近くを続けて使うのが空間的局所性である。記憶階層を設ける前提そのものであり、キャッシュや仮想記憶が平均アクセス時間を縮められる根拠になっている。
最終更新：2026-10-06
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高速な記憶素子は容量当たりの単価が高く、必要量をすべてその素子で用意すれば装置が買えない値段になる。かといって安価で低速な素子だけにすると処理装置が待たされ続ける。小容量の高速素子と大容量の低速素子を重ね、直近に使う部分だけを上へ置くという構成が成り立つのは、参照先が偏るという観測があるからで、この性質が崩れれば記憶階層の前提ごと崩れる。
具体例
二次元配列を行方向に走査すると隣接番地を連続して読むため一つのキャッシュラインを使い切れるが、同じ処理を列方向に書くとラインごとに1要素しか使わず、行列積のような処理では実行時間が数倍変わる。ループ内のカウンタや添字変数は毎回参照されるので、時間的局所性が高くレジスタに割り付けられる。
試験での引っ掛け
必ずそうなる法則ではなく傾向にすぎない点が要点である。巨大な表をランダムな順で引く処理や、ポインタでつないだ構造をたどる処理では局所性が崩れ、ヒット率が落ちて実効速度が主記憶側に引きずられる。また時間的局所性と空間的局所性の説明を入れ替えた選択肢が定番なので、どちらが「近く」でどちらが「すぐまた」かを固定して覚える。
関連用語
出た過去問
出典：平成28年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問18（IPA）解説で登場
仮想記憶方式に関する記述のうち，適切なものはどれか。
正解：LRUアルゴリズムは，使用後の経過時間が最長のページを置換対象とするページ置換アルゴリズムである。
要点：LRUは最後に使ってから最も時間が経ったページを追い出す
LRU（Least Recently Used）は、最後に参照されてから最も長い時間が経過したページを追い出すアルゴリズムである。直近に使ったページは再び使われやすいという参照の局所性に基づく。
出典：令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問18（IPA）解説で登場
仮想記憶方式に関する記述のうち、適切なものはどれか。
正解：LRUアルゴリズムは、使用後の経過時間が最長のページを置換対象とするページ置換アルゴリズムである。
要点：LRUは最も長く使われていないページを追い出す
LRU（Least Recently Used）は、最後に使われてからの経過時間が最も長いページ、つまり最も長く使われていないページを置換対象に選ぶアルゴリズムである。直近に使われたページは再び使われやすいという参照の局所性に基づいた方式で、実装にはアクセス順の管理が必要になる。
出典・参考
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。