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カーネル

Kernel

かーねる

OSの中核部分で、ハードウェアの抽象化、プロセス管理、メモリ管理、ファイルシステム管理、デバイス管理などの基本機能を提供する。カーネルモード（特権モード）で動作し、ハードウェアに直接アクセスできる。モノリシックカーネルとマイクロカーネルの設計方式がある。

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他の資格での定義

OSの中核部分で、ハードウェアの直接的な制御を行うプログラム。プロセス管理、メモリ管理、入出力管理などの基本機能を提供する。マイクロカーネルとモノリシックカーネルの2つの設計方式がある。

OSの中核部分で、タスク管理、メモリ管理、割込み管理、タスク間通信などの基本機能を提供する。RTOSのカーネルは小型・軽量で、リアルタイム性を保証する設計となっている。

Past Exams

過去問で 16 回出題（情報処理安全確保支援士試験 7・エンベデッドシステムスペシャリスト試験 3・応用情報技術者試験 2・システムアーキテクト試験 1・ネットワークスペシャリスト試験 1・ITサービスマネージャ試験 1・高度試験午前Ⅰ 1）。うち 3 回は用語そのものを問う問題です。

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出典: 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「用語を問う問題」は、この用語の説明や特徴そのものを問う問題です。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

実行中のプログラムのインスタンス。独自のアドレス空間、プログラムカウンタ、レジスタ、スタックを持つ。生成、実行可能、実行、待ち、終了の状態遷移を経る。スレッドはプロセス内の軽量な実行単位。

プロセス内で並行実行される軽量な処理単位。同一プロセス内のスレッドはメモリ空間を共有するため、スレッド間の通信が高速。ただし共有資源への同時アクセスによる競合条件を防ぐため排他制御が必要。

OSがタスクの実行を強制的に中断させて他のタスクにCPUを割り当てるスケジューリング方式。タイムスライス方式（ラウンドロビン）や優先度ベースのスケジューリングが代表例。応答性が高くリアルタイムシステムに適する。

各タスクに均等なタイムスライス（CPU割当て時間）を順番に割り当てるスケジューリング方式。タイムスライスが経過すると実行中のタスクは待ち行列の末尾に回される。公平性が高いが、タイムスライスの長さが性能に影響する。

複数のプロセスやトランザクションが共有資源に同時アクセスする際に、データの整合性を保つための制御機構。セマフォ、ミューテックスなどのOS同期機構や、ロック方式（共有ロック・専有ロック）、MVCC等のデータベース制御手法がある。デッドロックの防止も重要な課題。

物理メモリより大きなアドレス空間をプログラムに提供する仕組み。ページング方式では仮想アドレス空間を固定サイズのページに分割し、必要なページのみを物理メモリに配置する。ページフォルト時に補助記憶からロードする。