空き領域の割当てアルゴリズムとは?あきりょういきのわりあてあるごりずむ
空き領域の割当てアルゴリズムとは、要求された大きさの領域を、複数ある空きのどこから切り出すかを決める規則。ファーストフィットは先頭から探して最初に見つかった空きを使い探索が速い。ベストフィットは要求に最も近い空きを選ぶので無駄は小さいが、使いにくい細かな断片が残る。ワーストフィットは最大の空きを選ぶため、残る断片が大きく再利用しやすい。
最終更新:2026-10-06
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動的な確保と解放を繰り返すと、合計の空きは足りているのに連続した領域が取れない外部断片化が起きる。どこから切り出すかという一手の選び方で、その後に残る空きの形が変わるため、規則そのものが設計事項になる。組込みではさらに、確保にかかる時間が要求のたびにばらつくこと自体が締切に響くため、動的確保を避けて固定長プールに寄せる判断が広く採られる(TOPPERS系のget_mpf、MISRA Cの動的確保禁止)。
具体例
空き容量の等しい3台の媒体へ、常に最も空いている媒体を選ぶ方式で60・80・50・70Mバイトを順に格納する場面を考える。60はA、80はB、50はC、最後の70は残量が最大となったCへ入り、使用量はA=60、B=80、C=120で落ち着く。毎回いちばん空いた側が選ばれるので、先に大きな要求を受けた媒体ほど以後は選ばれにくい。
試験での引っ掛け
空きが最大のものを選ぶ=最終的な使用量も最大になる、ではない。空いている側が優先されるので使用量は均され、最初に大きな要求を受けた側ほど後で選ばれにくくなる。また途中で解放が起きるかどうかで結論が変わるため、問題文の前提条件を読み落とさない。
関連用語
出た過去問
出典:平成28年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問8(IPA)
ほとんどのプログラムの大きさがページサイズの半分以下のシステムにおいて、ページサイズを半分にしたときに予想されるものはどれか。ここで、このシステムは主記憶が不足…
正解:ページ内の無駄な空き領域が減少するので、主記憶不足が緩和される。
要点:ページを小さくすると内部断片化が減り主記憶を有効利用
ページ方式では、プログラムの最後の半端な部分がページを埋めきらず、余りが使われないまま残る(内部断片化)。プログラムの大半がページサイズの半分以下という状況では、この無駄が特に大きい。ページサイズを半分にすれば1ページあたりの余りが減り、主記憶を有効に使えるようになるので、逼迫していた主記憶の不足が緩和される。
出典:平成31年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問9(IPA)
ほとんどのプログラムの大きさがページサイズの半分以下のシステムにおいて、ページサイズを半分にしたときに予想されるものはどれか。ここで、このシステムは主記憶が不足…
正解:ページ内の無駄な空き領域が減少するので、主記憶不足が緩和される。
要点:ページサイズ縮小は内部断片化を減らし主記憶不足を緩和
ページ単位で割り当てるため、プログラムがページを使い切らない場合は末尾に未使用領域が残る(内部断片化)。プログラムの大きさがページサイズの半分以下なら、この無駄が特に大きい。ページサイズを半分にすればこの空き領域が減り、同じ主記憶でより多くのプログラムを収められるので、主記憶不足が緩和される。
出典:令和3年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問9(IPA)
三つの媒体A~Cに次の条件でファイル領域を割り当てた場合、割り当てた領域の総量が大きい順に媒体を並べたものはどれか。 〔条件〕 (1) ファイル領域を割り当てる…
正解:C, B, A
要点:空き最大を選ぶ方式では使用量が均される方向に割り当たる
毎回「空き領域が最大の媒体」を選ぶので、割当てのたびに使用量の少ない媒体が選ばれていく。順に追うと、90をA、30をB、40をC、次の40をB、70をC、最後の30をBに割り当てることになる。合計はA=90、B=100、C=110となり、大きい順ではC、B、Aとなる。
出典・参考
高度試験 午前I(高度午前I 相当)のシラバスの2 コンピュータシステム > 1. オペレーティングシステム > (7) 記憶管理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。