もちろんです!以下に、基本情報技術者試験に頻出する「スケジューリング」について、ラウンドロビン方式・処理時間順方式・イベントドリブンプリエンプション方式・優先度順方式をわかりやすく、ブログ風にまとめました。
【スケジューリングの種類まとめ】ラウンドロビン・優先度順・プリエンプションとは?【基本情報技術者試験対策】
こんにちは!
今回は、基本情報技術者試験に頻出する「スケジューリング方式」について解説します。
コンピュータの中では、複数の処理(タスクやプロセス)が限られたCPUを使って実行されます。その順番を決めるのが「スケジューラ」の役割です。
試験ではよく、
「次に実行されるプロセスはどれか?」
といった問題が出題されます。
この記事では、よく出てくる代表的なスケジューリング方式をわかりやすく紹介していきます!
🔰 そもそもスケジューリングとは?
スケジューリングとは、CPUの処理時間を複数のプロセス(処理)にどう割り当てるかを決める仕組みのこと。
マルチタスクな環境では、プロセスは同時に実行されているように見えますが、実際にはCPUが高速に切り替えて処理しています。
スケジューリング方式には複数あり、それぞれの特性によって処理の順序・優先度・待ち時間が変わってきます。
① ラウンドロビン方式(Round Robin)
🌀 特徴
- 各プロセスに同じ時間(タイムクォンタム)だけCPUを割り当てる
- タイムクォンタムが過ぎると次のプロセスに強制的に切り替える
- 公平性重視のスケジューリング方式
📝 イメージ
「順番に並んで1人ずつ同じ時間だけ話せる座談会」みたいな感じ。
✅ メリット・デメリット
メリット | デメリット |
---|---|
全プロセスが平等に扱われる | 処理が細切れになるため、文脈切り替え(コンテキストスイッチ)が多くなりがち |
② 処理時間順方式(Shortest Job First)
🔽 特徴
- 処理時間(CPUバースト時間)が短い順に実行する方式
- 別名:最短作業時間優先方式(SJF)
📝 イメージ
「すぐ終わる用事から先に済ませる」戦略。
✅ メリット・デメリット
メリット | デメリット |
---|---|
平均待ち時間が短くなる | 長い処理が後回しになり続ける(飢餓状態のリスク) |
③ 優先度順方式(Priority Scheduling)
🎖️ 特徴
- 各プロセスに優先度を設定し、優先度が高いプロセスから実行
- OSやユーザーが設定する優先度に基づいて順番を決める
✅ メリット・デメリット
メリット | デメリット |
---|---|
重要な処理をすぐに実行できる | 低優先度の処理がずっと待たされる(飢餓状態) |
※ 対策として「エージング(優先度を徐々に上げる)」などもある。
④ イベントドリブン・プリエンプション方式(イベント駆動型プリエンプション)
⚡ 特徴
- 割り込み(イベント)によって強制的にCPUを奪う方式
- 外部からのイベント(例:割り込み要求)が来たとき、現在のプロセスを一時停止し、優先すべき処理へ即座に切り替える
📝 イメージ
「緊急の電話がかかってきたら、今の作業を中断して対応する」
✅ メリット・デメリット
メリット | デメリット |
---|---|
即応性が高く、リアルタイム性に優れる | 処理が頻繁に切り替わるため、オーバーヘッドが大きい場合もある |
🧠 試験対策ポイントまとめ
方式名 | 特徴 | キーワード |
---|---|---|
ラウンドロビン | 同じ時間ずつCPUを割り当て | 公平・タイムクォンタム |
処理時間順方式 | 処理時間が短い順 | 最短ジョブ・平均待ち時間が短い |
優先度順方式 | 優先度が高いプロセスから | 優先順位・飢餓状態 |
イベントドリブン・プリエンプション | 割り込みで強制的に切り替え | 割り込み・即時応答 |
✅ 例題(基本情報技術者試験)
Q. 複数のジョブに同じ時間ずつCPUを割り当てて順番に処理する方式はどれか?
→ A. ラウンドロビン方式
Q. 割り込みにより高優先度の処理へ即座に切り替えるスケジューリング方式はどれか?
→ A. イベントドリブンプリエンプション方式
✍️ まとめ
- スケジューリング方式は「CPUの時間をどう配分するか」のルール
- ラウンドロビンは公平性、優先度順は重要処理の即時実行、処理時間順は効率重視
- イベントドリブンプリエンプションはリアルタイム性が高く、OSの割り込み処理に使われる
自分の頭の中で「どんな順番で、どのタイミングで処理が切り替わるのか?」をイメージしながら覚えると、理解がグッと深まりますよ!