「プリエンプティブマルチタスク」徹底解説
ITの初心者
プリエンプティブマルチタスクについて教えてください。
IT･PC専門家
プリエンプティブマルチタスクとは、オペレーティングシステムが各アプリケーションにCPU時間を強制的に割り当てるマルチタスクの一種です。
ITの初心者
ということは、一度に複数のアプリケーションを実行できるということですか？
IT･PC専門家
そうです。プリエンプティブマルチタスクを採用しているオペレーティングシステムでは、複数のアプリケーションが同時に実行され、オペレーティングシステムが各アプリケーションに交互にCPU時間を使用させることで、効率的に実行されます。
プリエンプティブマルチタスクとは。
「プリエンプティブマルチタスク」とは、複数のアプリケーションを同時に実行しているときに、OSが各アプリケーションにCPUの使用時間を強制的に割り当てるタイプのマルチタスクです。Windows NT以降のWindowsオペレーティングシステム、MacOS、UNIXで採用されています。一方、「ノンプリエンプティブマルチタスク」は、アプリケーションがCPUを占有し続けるまで他のアプリケーションが実行できない方式です。プリエンプティブマルチタスクは「非協調的マルチタスク」とも呼ばれます。
プリエンプティブマルチタスクとは？
プリエンプティブマルチタスクとは、複数のタスクを同時に実行するためのコンピュータの処理手法のことです。各タスクは、自分の番が来たらCPU（中央処理装置）を使用することができます。タスクが実行されている間、他のタスクは一時停止され、現在のタスクが完了すると、一時停止されたタスクが再開されます。
プリエンプティブマルチタスクの仕組み
-プリエンプティブマルチタスクの仕組み-
プリエンプティブマルチタスクは、オペレーティングシステム（OS）が現在のタスクを任意の時点で中断し、他の待機中のタスクを処理できる機能です。OS は、各タスクの優先度を考慮し、より重要なタスクから処理します。これにより、複数のタスクが同時に実行され、システムのパフォーマンスが向上します。
プリエンプティブマルチタスクが有効になっていると、OS はタスクを実行する時間スライスを割り当てます。時間スライスが経過すると、OS は現在のタスクを中断し、別のタスクをスケジュールします。これにより、すべてのタスクが公平に処理され、システムが安定して動作します。
プリエンプティブマルチタスクの利点
「プリエンプティブマルチタスク」では、オペレーティングシステムが、あるタスクが終了するのを待たずに、別のタスクに切り替えることができます。これにより、処理効率が大幅に向上し、システムの応答性が向上します。
この方法の最大の利点は、システムのラグを削減できることです。プロセスが長時間実行されている場合、通常のマルチタスクシステムでは、他のすべてのタスクが完了するまで待つ必要があります。プリエンプティブマルチタスクを使用すると、オペレーティングシステムは待機中のタスクを中断し、より重要なタスクを実行できます。
さらに、プリエンプティブマルチタスクはシステムの安定性を向上させます。タスクが長時間実行されすぎると、システムがクラッシュする可能性があります。プリエンプティブマルチタスクでは、タスクがクラッシュした場合でも、オペレーティングシステムは他のタスクを続行できます。
プリエンプティブマルチタスクの欠点
プリエンプティブマルチタスクの欠点としては、処理の遅延が発生しやすいことが挙げられます。プリエンプティブマルチタスクでは、別のプロセスの要求に応じて、現在実行中のプロセスの実行が中断される場合があります。この中断により、処理の遅延や効率の低下が発生する可能性があります。また、プロセスが長時間中断されると、データの一貫性が失われる場合もあります。さらに、コンテキストスイッチの発生により、システムのオーバーヘッドが増加する可能性があり、処理能力に影響を与えることがあります。
ノンプリエンプティブマルチタスクとの違い
ノンプリエンプティブマルチタスクとは、タスクが実行中の間、他のタスクが実行できない状態を指します。これに対し、プリエンプティブマルチタスクでは、実行中のタスクが一時的に停止され、他のタスクが実行できます。つまり、複数のタスクが同時に実行されているように見えます。
プリエンプティブマルチタスクの主な利点は、システムがより効率的に動作できることです。タスクが実行を完了するのを待つのではなく、他のタスクを実行できます。また、プリエンプティブマルチタスクにより、ユーザーは複数のアプリケーションを同時に使用でき、待ち時間のストレスが軽減されます。