IT用語帳
ES組込みシステムのソフトウェア設計・製造 · ソフトウェア仕様書の作成

排他制御

Exclusive Control

はいたせいぎょ

共有資源に複数のタスクが同時にアクセスしないよう、一度に1つのタスクだけに使用を許す制御。セマフォやミューテックスで実現する。優先度逆転やデッドロックを招かないよう、獲得順序と優先度継承の設計が要る。

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他の資格での定義

IP排他制御

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。

SG排他制御

複数のトランザクションが同時に同じデータにアクセスする際、データの不整合を防ぐための制御。ロック方式が代表的で、あるトランザクションがデータを使用中は他のトランザクションのアクセスを制限する。

FE排他制御

複数のトランザクションが同時にデータを更新する際に、データの矛盾を防ぐための制御機構。ロック方式が代表的で、データ更新中は他のトランザクションからのアクセスを制限する。

AP排他制御

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。

SA排他制御

複数のプロセスやトランザクションが共有資源に同時にアクセスする際、データの不整合を防ぐための制御機構。楽観的ロックと悲観的ロックの2種類があり、デッドロックの回避も考慮する必要がある。

DB同時実行制御(排他制御)

複数のトランザクションが同時にデータベースにアクセスする際に、データの一貫性を保つための制御機構。ロック方式、タイムスタンプ方式、楽観的制御方式などがある。

PD-D同時実行制御(排他制御)

複数のトランザクションが同じデータに同時にアクセスしても、1つずつ順に実行した場合と同じ結果になる(直列化可能性)ように制御すること。制御しないと、変更の消失(ロストアップデート)、ダーティリード、ノンリピータブルリードなどの不整合が起きる。実現方式には、ロック方式、時刻印(タイムスタンプ)方式、楽観的方式、多版同時実行制御(MVCC)がある。

PD-S排他制御

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。

A-1同時実行制御(排他制御)

複数のトランザクションが同じデータに同時にアクセスしても、データの整合性が保たれるように実行を制御すること。ロック方式のほか、時刻印方式や多版同時実行制御(MVCC)などの方式があり、結果が何らかの順序で1つずつ実行した場合と同じになること(直列可能性)を目指す。

Past Exams

過去問での出題

過去問で 26 回出題(ITパスポート試験 6・基本情報技術者試験 5・エンベデッドシステムスペシャリスト試験 5・データベーススペシャリスト試験 3・情報セキュリティマネジメント試験 2・ITサービスマネージャ試験 2・応用情報技術者試験 1・ITストラテジスト試験 1・情報処理安全確保支援士試験 1)。うち 2 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。

エンベデッドシステムスペシャリスト試験の過去問によく出る用語

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関連キーワードの用語

ESクリティカルセクション

複数のタスクが共有資源へ同時にアクセスすると不整合を起こすため、同時に1つのタスクしか実行してはならない処理区間。セマフォやミューテックスで排他制御する。区間を長く取りすぎると応答性が下がる。

ESタスク

RTOSにおけるプログラムの実行単位。各タスクは独立した実行コンテキスト(プログラムカウンタ、スタック、レジスタ)を持つ。実行状態(RUNNING)、実行可能状態(READY)、待ち状態(WAITING)、休止状態(DORMANT)などの状態を遷移する。

ESコンテキストスイッチ

実行中のタスクの状態(レジスタ、プログラムカウンタ、スタックポインタ等)を保存し、次に実行するタスクの状態を復元してCPUの実行を切り替える処理。コンテキストスイッチの所要時間はRTOSの性能指標の一つである。

ESセマフォ

共有資源へのアクセスを制御するための同期機構。カウンティングセマフォ(カウンタで管理)とバイナリセマフォ(0/1で管理)がある。P操作(取得/Wait)とV操作(解放/Signal)で資源の排他制御を行う。

ESミューテックス

相互排他(Mutual Exclusion)のための同期機構。バイナリセマフォと似ているが、所有権の概念を持ち、ロックしたタスクのみがアンロックできる。優先度逆転問題への対策として優先度継承プロトコルをサポートするものが多い。

ESタスク状態遷移

RTOSにおけるタスクの状態変化。典型的には実行状態(RUNNING)、実行可能状態(READY)、待ち状態(WAITING/BLOCKED)、休止状態(DORMANT/SUSPENDED)の4状態を持つ。ディスパッチャがREADYからRUNNINGへの遷移を管理し、I/O待ちやセマフォ待ちでWAITINGに遷移する。