九工大 情報工学府 専門科目（情報・通信工学） 2025年度 院試 過去問 解答例・解説（全3問）

問題1

選択肢の答は次の通りである。 $$\begin{array}{c|cccccccc} \text{小問} & (1)&(2)&(3)&(4)&(5)&(6)&(7)&(8)\\ \hline \text{答} & C&A&B&C&A&B&B&C \end{array}$$

1. OSはCPUを物理的に増やすわけではない。プロセスやスレッドへCPU時間を割り当てて、多重化して見せる。
2. プロセス生成の可否はOSが管理する。ユーザが使うコマンドであっても、内部ではシステムコールを通じて生成される。
3. TLBヒット時はページ表参照を省ける。仮想ページから物理フレームへの変換が得られているので、変換のためのページフォルトは起きない。
4. LRUは厳密実装が重いので、参照ビットなどを使って近似されることがある。
5. 6000 rpmでは1回転が $60/6000=0.010$ 秒、すなわち10 msである。待ち時間そのものは0から10 msの範囲で変わるため、文脈なしに常に約5 msとする記述を不適切と判断する。平均待ち時間なら約5 msである。
6. 入出力装置と主記憶の間の転送をCPUが逐一介在せず行う仕組みはDMAである。
7. 相対パスはカレントディレクトリを基準に解釈されるが、パス文字列そのものにカレントディレクトリへの絶対経路が含まれるとは限らない。
8. システムが必要なときに利用可能である性質は可用性である。

問題2

共有変数を $a=24,b=60$ とする。スレッド1は $a$ の半分を $b$ に移し、スレッド2は $b$ の半分を $a$ に移す処理と考える。

待ちを含む実行例は次である。スレッド2が先に両方のロックを取り、スレッド1は途中で待つ。 $$\begin{array}{l} t_2:\mathrm{lock}(b),\ \mathrm{lock}(a),\\ t_1:\mathrm{lock}(a)\ \text{で待ち},\\ t_2:a\leftarrow 24+30=54,\quad t_2:b\leftarrow 60-30=30,\quad t_2\text{が解放},\\ t_1:\mathrm{lock}(a),\mathrm{lock}(b),\quad t_1:b\leftarrow 30+27=57,\quad t_1:a\leftarrow 54-27=27. \end{array}$$ 最終値は $$(a,b)=(27,57)$$ である。

待ちを含まない実行例として、スレッド2が完了してからスレッド1が動く場合も同じく $$(a,b)=(27,57)$$ となる。スレッド1が先に完了する場合は $$a=12,\ b=72$$ の後、スレッド2が $b$ の半分36を $a$ に移すので $$(a,b)=(48,36)$$ となる。

デッドロックの例は $$\begin{array}{l} t_1:\mathrm{lock}(a)\ \text{成功},\\ t_2:\mathrm{lock}(b)\ \text{成功},\\ t_1:\mathrm{lock}(b)\ \text{待ち},\\ t_2:\mathrm{lock}(a)\ \text{待ち} \end{array}$$ である。互いに相手が持つロックを待つため、どちらも先へ進めない。対策は、全スレッドでロック獲得順序を同じにすること、または $a,b$ をまとめて守る単一のミューテックスを用いることである。