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スラッシング (Thrashing) とは、仮想記憶環境下において、物理メモリが不足気味で、かつ動作しているプロセスのアクセスパターンのために、ページアウトしたデータをすぐにページインするというようなことを頻繁に繰返す必要が発生していて、仮想記憶を管理しているシステム(一般にはオペレーティングシステム)のそのような動作の結果、システムの動作が極端に遅くなっている、というような状態のことである。 多くの物理メモリを大量に必要とするプロセスが多数走っているような物理メモリ不足の状態で、さらに各プロセスのアクセスパターンに依るが、ページイン(ディスクからページを読み込む)とページアウト(ディスクにページを書き込む)が極端に高頻度に発生し、オペレーティングシステム (OS) がページング(ページイン、ページアウトの両者を指す)に処理能力を費やしてしまい、アプリケーションの動作を妨げてしまっている状態になる(正確には、OSは入出力コマンドをディスクコントローラに発行してほとんどの時間は待っているだけであり、処理能力的には正確には暇である)。この状態から脱出するには、メモリを大量消費しているアプリケーションを凍結または終了させるしかないが、コマンドの受付すらも困難な状態であることが多い。 多くの実装において、仮想記憶のスワップ領域の本体は、ハードディスク上に作られたほぼ連続した領域であることが多い。しかし、この領域の連続性は仮想記憶ではアクセス場所を特定するための処理以外ではあまり大きな意味を持たない。仮想記憶を保存している領域へのアクセスは、仮想記憶へのページ割り当てが開始され始めた時点を除き、運用状態ではほぼランダムなものになる。このため、ページングはハードディスクにとって最大のアクセスタイムを伴う「常にシーク動作を伴う読み書き」であり、それを実行するのに必要な時間は高速なものでも数ミリ秒、一般的なハードディスクでは十数ミリ秒から数十ミリ秒必要とする。これはRAMへのアクセス時間の106 - 107倍であり、それによりスラッシング中においてプログラム(OSを含む)の実行速度は極度に低下する。このため、スラッシング状態に陥らないことがOSの可用性確保上重要な課題となる。

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可用性(かようせい、英:Availability; アベイラビリティ)は、システムが継続して稼働できる能力のこと。可用性に信頼性・保守性を含めたものをRAS、更に保全性・安全性を含めたものをRASISという。

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ページ置換アルゴリズム(ページちかんアルゴリズム)とは、仮想記憶管理としてページング方式を使用するコンピュータのオペレーティングシステムにおいて、空き物理ページが少ない状態で新たなページを割り当てなければならないときにどのページを「ページアウト(スワップアウト)」するかを決定する方法を意味する。これはページフォールトが発生したときに使用可能なフリーなページが存在しないときに発生する。厳密には発生条件はシステムの種類や設定によって異なるが、フリーなページが全く無い場合か、あらかじめ設定したしきい値よりもフリーなページ数が少ないときに発生する。以前にページアウトすべきページとして選択され置換されたページに再度アクセスが発生したら、そのページをページインする必要がある。そして、これにはI/Oの完了を待たなければならない。この、ページインを待つ時間の累計が小さいほどページ置換アルゴリズムが優秀であると言える。ページ置換アルゴリズムはページへのアクセスに関するハードウェアからの限られた情報を見て、アルゴリズム自身にかかる時間とページインにかかる時間のバランスをとりつつ、ページミスのなるべく起きない置換をしなければならない。ページ置換アルゴリズムはオンラインアルゴリズムの一種である。

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ページング方式 (Paging) とは、コンピュータのオペレーティングシステムにおいて記憶装置をページと呼ばれる小さな単位に分割して割り当てを行うアルゴリズム群である。仮想記憶のベースとなる設計の一つ。物理メモリ空間および論理メモリ空間を、基本的に一定サイズのページと呼ばれる単位に分割して管理を行う。論理メモリから物理メモリ空間への対応づけはページテーブルと呼ばれる構造体で実現され、この構造体はオペレーティングシステム (OS) によって管理される。物理メモリ空間に対応づけられていない論理メモリを参照した時にはページフォルトという例外によってOS側の例外処理ルーチンに制御が移行し、OS側の管理によって適宜対応したページを二次記憶等から読み込み、テーブルを更新してその参照した命令の実行に戻る。これを実現するハードウエアであるメモリ管理ユニット (MMU) の中にはトランスレーション・ルックアサイド・バッファ (Translation Lookaside Buffer:TLB) と呼ばれる一種のキャッシュがあり、ユニット内部ではこの対応表に基づいてメモリアドレスの対応づけを行っている。このテーブルから参照出来なかったときをTLBミスと呼ぶ。このときの処理はMMUの設計によって異なり、MMU内にはTLBのみを持ちTLBミスが即例外を起こし、OSがページテーブルを引いてTLBに追加することによってTLBミスを解決するアーキテクチャや、ページテーブル自体のフォーマットがOSが使えるビットを含めた形でMMUによって定義されていて、TLBミス時にMMU自身が与えられた物理アドレスにあるページテーブルを参照するアーキテクチャもある。

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メモリアドレス(英: memory address)は、コンピュータの主記憶装置にアクセスするためにソフトウェアおよびハードウェアによって様々なレベルで使用されるデータ概念である。通常、メモリアドレスは、符号なし(英語版)整数として表示・処理される固定長の数字の列である[1]。メモリアドレスの数値の意味は、CPUの機能(プログラムカウンタやメモリアドレスレジスタ(英語版)など)や様々なプログラミング言語で採用されている配列のようなメモリの使用法に基づいている。

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メモリコントローラ (Memory controller) とは、コンピュータシステム上でRAM(半導体メモリ)の、データの読み出し、書き出し、DRAMのリフレッシュなど、メインメモリのインタフェースを統括するLSI、または機能のこと。それまでのメインメモリはCPUにフロントサイドバスを介して直接接続されていたが、次第に必要とされるメモリが増大し、Double-Data-Rateなどの特殊な制御を必要とするものも多くなってきたため、CPUとメモリのあいだを仲立ちするLSIに移行した。パソコンなどのコンピュータシステムでは、この機能はチップセットに統合されているが、Athlon 64は高速化のためにメモリコントローラを内蔵している。インテルCore iシリーズの途中から、時代の進歩や機能の洗練のために再び高機能化したCPUに統合される流れになっている。

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半導体メモリ(はんどうたいメモリ)は、半導体素子(特に、もっぱら集積回路)によって構成された記憶装置(メモリ)である。記憶装置(メモリ)には各種のものがあるが、ここでは半導体メモリとそうでないものにおおざっぱに二分する。もっぱら補助記憶装置に使われる、ハードディスクに代表される、磁気面などに機械的に読み書きするものと、コンピュータ本体(特に、CPUなどのマイクロプロセッサといったプロセッサ)と同様のテクノロジを利用したものに分けられ、現代ではもっぱら後者は半導体メモリであり、主記憶装置に使われる。また主記憶装置よりもCPU寄りに位置するキャッシュメモリやレジスタなどは一般にほぼ半導体メモリで構成される。半導体メモリは応答時間や帯域幅の点ですぐれるが、容量あたりのコスト(価格)が高く、また一般に揮発性のタイプが多いため、外部記憶(補助記憶装置)には以前は使われることは少なかったが、近年はFlash SSDにより徐々に半導体メモリも使われつつある。また携帯機器やディジタルカメラの記録用などといった用途では、機械的なものは振動で壊れるという弱点から、半導体メモリ(主としてフラッシュメモリ)が使われている。

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集積回路(しゅうせきかいろ、英: integrated circuit, IC)は、主としてシリコン単結晶などによる半導体チップの表面および内部に、不純物の拡散による半導体トランジスタとして動作する構造や、アルミ蒸着とエッチングによる配線などで、複雑な機能を果たす電子回路の多数の素子が作り込まれている電子部品である。多くの場合、複数の端子を持つ比較的小型のパッケージに封入され、内部で端子からチップに配線されモールドされた状態で、部品・製品となっている。

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電子回路(でんしかいろ、electronic circuit)は、電気回路の一種であるが、その対象が専ら電子工学的(弱電)であるものを特に指して言う。構成要素は良導体による配線の他、主として電子部品である。組み合わせにより、単純なものから複雑なものまで様々な動作が可能である。信号を増幅したり、計算したり、データを転送したりといったことができる[1]。回路は個々の電子部品を電気伝導体のワイヤで相互接続することで構築できるが、近年では一般にプリント基板にフォトリソグラフィで配線を作り、そこにはんだで電子部品を固定することで回路を構築する。集積回路では、ケイ素などの半導体でできた基板上に素子と配線を形成する[2]。集積回路も電子回路の一種だが、この記事ではもっぱら集積回路は不可分な一個部品として扱う。集積回路の内部の電子回路については集積回路の記事を参照のこと。プリント基板は試作には向いていないため、新規設計の評価にはブレッドボード、ユニバーサル基板などを一般に使用する。それらは開発途中で素早く回路に変更を加えることができる。プリント基板が多用されるようになる以前は、ワイヤラッピング配線や、ラグ板などを利用した空中配線により、電子回路は作られていた。大きくアナログ回路・デジタル回路(論理回路)・アナログとデジタルの混合信号回路(アナログ-デジタル変換回路、デジタル-アナログ変換回路など)に分けられる。取り扱う周波数により、低周波回路・高周波回路という分け方をする場合もある。

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