割込みとは?わりこみ
割込みとは、実行中のプログラムを一時中断し、発生した事象に対応する処理へ制御を移すハードウェアとOSの仕組み。実行中のプログラム自身が原因となる内部割込みと、入出力の完了やタイマなど外部の要因による外部割込みに分類され、この2つの振り分けが基本情報の定番出題である。中断時にはレジスタ(CPUの中の一時置き場)の内容を退避し、処理後に元の続きから再開する。
最終更新:2026-10-09
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入出力装置はCPUに比べて桁違いに遅い。もしCPUが装置の完了を待って何度も状態を確認し続ければ、その間の処理能力はまるごと無駄になる。そこで「終わったら装置の側からCPUに知らせる」という向きへ変え、CPUは知らせが来るまで別の仕事を進められるようにした。この仕組みが割込みである。入出力の完了が割込みで届くので、あるプログラムが入出力を待つ間に別のプログラムを進めるマルチプログラミング(多重プログラミング)が成り立つ。さらに、一定時間ごとにCPUを順番に割り当てる時分割(タイムシェアリング)は、時間切れを知らせるタイマ割込みがあって初めて成り立つ。
具体例
内部割込みにはゼロ除算(0で割る計算)、記憶保護違反(使ってよい範囲の外のメモリに触れること)、ページフォールト(必要なデータが主記憶に無いと分かること)、プログラムがOSの機能を呼ぶSVC(スーパバイザコール)がある。外部割込みには入出力完了の通知、タイマによる時間切れ、電源異常、機械チェック(ハードウェアの故障の検出)がある。キーボードのキーを押した通知は外部割込みとしてOSに届く。
試験での引っ掛け
SVCはプログラムが自ら発行するものなので内部割込みに分類される点が最頻出の引っ掛けで、OSを呼ぶという語感から外部と誤りやすい。また入出力の「起動」は割込みではなく、「完了」の通知が外部割込みである。原因が実行中のプログラムの内側にあるかどうかで振り分ける。
関連用語
出た過去問
問題文で直接問われたものと、解説の中で触れられたものが含まれます。
出典:平成28年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問18(IPA)解説で登場
マルチプログラミングにおけるプロセスの切替え手順を示した図において,OSの処理a~cとして,適切な組合せはどれか。
正解:a:実行状態の退避 b:プロセスの選択 c:実行状態の回復
要点:プロセス切替えは退避→次プロセス選択→回復の順
プロセス切替え(コンテキストスイッチ)では、まず割込みで中断したプロセスのレジスタなどの実行状態を保存し、次にディスパッチャが次に動かすプロセスを選び、最後に選んだプロセスの実行状態を復元してCPUを渡す。退避→選択→回復の順序になる。
出典:平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問10(IPA)
外部割込みに分類されるものはどれか。
正解:インターバルタイマによって、指定時間が経過したときに生じる割込み
要点:タイマ・入出力・電源など装置起因が外部割込み。演算例外は内部
割込みは、CPUが実行中のプログラムに起因する内部割込みと、プログラムとは無関係な外部要因による外部割込みに分かれる。タイマの時間経過、入出力装置の完了通知、電源異常などのハードウェア側の事象は外部割込みである。演算例外、ページフォールト、SVC命令などは実行中の命令が原因なので内部割込みに分類される。
出典:平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問17(IPA)解説で登場
ソフトウェア制御における、ポーリング制御はどれか。
正解:CPUが状態レジスタ又はビジー信号などを読み出して、入出力装置の状態を監視する。
要点:ポーリングはCPUが自ら状態を読みに行く監視方式。割込みの対
ポーリングは、CPU側が周期的に相手の状態レジスタやビジー信号を読みに行き、入出力の準備完了などを確認する制御方式である。相手からの通知を待つ割込み方式と対になる考え方で、実装は単純だが状態確認のためにCPU時間を消費する。
出典:平成30年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問10(IPA)
割込み処理の終了後に,割込みによって中断された処理を割り込まれた場所から再開するために,割込み発生時にプロセッサが保存するものはどれか。
正解:プログラムカウンタ
要点:割込みでは再開位置を示すプログラムカウンタを退避する
中断した場所から再開するには、次に実行すべき命令の番地を覚えておく必要がある。その番地を保持しているのがプログラムカウンタで、割込み発生時に退避され、復帰時に元へ戻される。
出典・参考
公式シラバスの2 コンピュータシステム > 1. オペレーティングシステム > (2) OS の機能と構成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。