令和5年度秋期応用情報技術者試験午前問17

この問題は2023(R5)秋応用情報技術者午前に出題されたものです。出題時点の法令・制度に基づく内容のため、現行の内容と一致しない場合があります。

本ページの問題文・選択肢は、原本の体裁を Web 表示用に正規化しています（改行・記号・数式・図表参照の調整）。設問の趣旨および正解に影響する変更は加えていません。

プリエンプティブな優先度ベースのスケジューリングで実行する二つの周期タスク A 及び B がある。タスク B が周期内に処理を完了できるタスク A 及び B の最大実行時間及び周期の組合せはどれか。ここで，タスク A の方がタスク B より優先度が高く，かつ，タスク A と B の共有資源はなく，タスク切替え時間は考慮しないものとする。また，時間及び周期の単位はミリ秒とする。

ア.

	タスクの最大実行時間	タスクの周期
タスクA	2	4
タスクB	3	8

イ.

	タスクの最大実行時間	タスクの周期
タスクA	3	6
タスクB	4	9

ウ.

	タスクの最大実行時間	タスクの周期
タスクA	3	5
タスクB	5	13

エ.

	タスクの最大実行時間	タスクの周期
タスクA	4	6
タスクB	5	15

解答・解説を読む

正解: 選択肢ア

正解の根拠

プリエンプティブなスケジューリングでは、優先度の高いタスクが実行可能になると、現在実行中の優先度の低いタスクは中断され、高いタスクにCPUが割り当てられます。
本問では、タスクAの方がタスクBよりも優先度が高いため、タスクBが自身の1周期の間に処理を完了できるかを考えるには、タスクBの周期内にタスクAが何回割り込んで実行されるかを計算する必要があります。

最悪のケース（タスクBの開始と同時にタスクAも開始する場合）において、タスクBの1周期（ $T_B$ ）内にタスクAが発生する回数は $\lceil T_B / T_A \rceil$ （切り上げ）となります。
タスクBの1周期の中でタスクBが利用可能なCPU時間は以下の式で求められます。

$\text{利用可能時間} = T_B - \lceil \frac{T_B}{T_A} \rceil \times C_A$

（※ $T_A$ : タスクAの周期、 $C_A$ : タスクAの最大実行時間、 $T_B$ : タスクBの周期、 $C_B$ : タスクBの最大実行時間）
この利用可能時間がタスクBの最大実行時間（ $C_B$ ）以上であれば、タスクBは周期内に完了できます。

各選択肢の解説

ア（正解）
- タスクBの周期内にタスクAが発生する回数: $\lceil 8 / 4 \rceil = 2$ 回
- タスクAに奪われる時間: $2 \times 2 = 4$
- タスクBの利用可能時間: $8 - 4 = 4$
- 利用可能時間 ( $4$ ) $\ge$ タスクBの最大実行時間 ( $3$ ) となるため、周期内に完了できます。
イ（誤り）
- タスクBの周期内にタスクAが発生する回数: $\lceil 9 / 6 \rceil = 2$ 回
- タスクAに奪われる時間: $2 \times 3 = 6$
- タスクBの利用可能時間: $9 - 6 = 3$
- 利用可能時間 ( $3$ ) $<$ タスクBの最大実行時間 ( $4$ ) となるため、完了できません。
ウ（誤り）
- タスクBの周期内にタスクAが発生する回数: $\lceil 13 / 5 \rceil = 3$ 回
- タスクAに奪われる時間: $3 \times 3 = 9$
- タスクBの利用可能時間: $13 - 9 = 4$
- 利用可能時間 ( $4$ ) $<$ タスクBの最大実行時間 ( $5$ ) となるため、完了できません。
エ（誤り）
- タスクBの周期内にタスクAが発生する回数: $\lceil 15 / 6 \rceil = 3$ 回
- タスクAに奪われる時間: $3 \times 4 = 12$
- タスクBの利用可能時間: $15 - 12 = 3$
- 利用可能時間 ( $3$ ) $<$ タスクBの最大実行時間 ( $5$ ) となるため、完了できません。