ページフォールトとは?ぺーじふぉーると
ページフォールトとは、アクセスしたページが主記憶になく、補助記憶から読み込む必要があるときに発生する割込み(実行中の処理を一時止めて別の処理を先にさせる仕組み)。OSは空きページ枠を探し、なければ置換えアルゴリズム(LRU=最も長い間使われていないページを追い出す、FIFO=最も早く読み込んだページを追い出す、など)で追い出すページを決め、目的のページを読み込んでから中断した命令を実行し直す。
最終更新:2026-10-09
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主記憶より大きなプログラムを動かしたいという要求から仮想記憶が生まれ、必要になった時点で読み込む方式が採られた。必要かどうかは実行してみるまで分からないので、なかったときに知らせる合図が要る。それがページフォールトで、置換えアルゴリズムの良し悪しはこの発生回数で比べられる。
具体例
主記憶の読出しが数十ナノ秒なのに対し、補助記憶からの読み込みはSSDでもマイクロ秒、磁気ディスクならミリ秒かかる。1回で通常アクセス数千〜数万回分の時間を食うため、実効アクセス時間(ページフォールトが起きる場合も含めた、1回あたりの平均のアクセス時間)の計算では発生率がそのまま効いてくる。
試験での引っ掛け
障害や異常終了と混同しないこと。ページフォールトはエラーではなく、仮想記憶が設計どおり働いている合図である。問題になるのは1回の発生ではなく頻発したときで、ページの入替えばかりが起きて処理がほとんど進まないその状態には、スラッシングという別の名前が付いている。
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29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問10(IPA)解説で登場
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20(IPA)
ページング方式の仮想記憶において、ページフォールトの発生回数を増加させる要因はどれか。
正解:主記憶に存在しないページへのアクセスが増加すること
要点:ページフォールトは主記憶に無いページを参照したときに発生する
ページフォールトは、参照したページが主記憶上に存在せず補助記憶から読み込む必要があるときに発生する割込みである。したがって主記憶に載っていないページへの参照が増えるほど発生回数は増える。主記憶に存在するページへのアクセスや、ページの更新比率はページフォールトの発生そのものには直結しない。
出典:令和4年度 公開問題 基本情報技術者試験 科目A 問10(IPA)解説で登場
外部割込みの原因となるものはどれか。
正解:タイマーによる時間経過の通知
要点:外部割込みは装置由来。命令実行が原因なら内部割込み
割込みは、実行中のプログラム自身が原因となる内部割込みと、プログラムの外部にある装置が原因となる外部割込みに分けられる。タイマーによる時間経過の通知はCPUの外にあるタイマー装置が発生源なので外部割込みである。ゼロ除算・不正命令・ページフォールトはいずれも実行中の命令が引き金となるため内部割込みに分類される。
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 > (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。