--- title: "プリエンプティブスケジューリングとは？優先度とタスク状態の切り替わり【基本情報技術者試験】" description: "プリエンプティブスケジューリングを、実行中タスクからCPUを取り上げて高優先度タスクへ切り替える方式として整理し、実行状態・実行可能状態・待ち状態、ディスパッチ、ノンプリエンプティブ方式との違いをFE試験向けに解説します。" last_modified_at: "2026-07-16" canonical_url: "https://stemtazoo.github.io/fe/preemptive-scheduling/" section: "fe" --- ## まず結論 プリエンプティブスケジューリングとは、**実行中のタスクより優先度の高いタスクが実行可能になったとき、OSがCPUを取り上げて高優先度タスクへ切り替える方式**です。 基本情報技術者試験では、次のように判断します。 ```text 低優先度タスクを実行中 ↓ 高優先度タスクが起動 ↓ 実行中タスクを中断 ↓ 中断されたタスクは実行可能状態へ ↓ 高優先度タスクを実行 ``` 特に重要なのは、**中断されたタスクは待ち状態ではなく、実行可能状態へ戻る**という点です。 ## 直感的な説明 病院の診察をイメージすると分かりやすいです。 通常の患者を診察中に、より緊急度の高い患者が来た場合、診察をいったん止めて、緊急患者を先に診ます。 ```text 患者Bを診察中 ↓ より緊急度の高い患者Aが来る ↓ Bはいったん待機列へ戻る ↓ Aを先に診察する ``` このときBは、検査結果待ちなどで動けないわけではありません。 単に診察の順番を譲っただけなので、CPUが空けばすぐ再開できます。 これが、**実行可能状態**です。 ## 定義・仕組み リアルタイムOSや一般的なOSでは、複数のタスクを切り替えながら実行します。 プリエンプティブ方式では、OSが実行中タスクのCPU使用権を強制的に取り上げることがあります。 代表的なタスク状態は次の3つです。 | 状態 | 意味 | |---|---| | 実行状態 | 現在CPUを使っている | | 実行可能状態 | CPUが割り当てられれば実行できる | | 待ち状態 | 入出力完了などを待ち、今すぐ実行できない | 状態の切り替わりは、次のように考えます。 ```text 実行可能状態 ↓ ディスパッチ 実行状態 ↓ プリエンプション 実行可能状態 実行状態 ↓ 入出力要求 待ち状態 ↓ 入出力完了 実行可能状態 ``` ### 優先度が高いタスクが起動した場合 Aの優先度がBより高いとします。 ```text A > B ``` Bの実行中にAが実行可能になると、OSはBを中断し、Aを実行します。 ```text B：実行状態 A：実行可能状態になる ↓ B：実行可能状態へ A：実行状態へ ``` ### 優先度が低いタスクが起動した場合 Aの実行中に、低優先度のBが起動しても、Aの実行は続きます。 ```text A：実行中・高優先度 B：起動・低優先度 ↓ A：実行継続 B：実行可能状態 ``` このテーマは、基本情報技術者試験の「OS」「タスク管理」「リアルタイム処理」と関係する内容です。公式の出題範囲やシラバスは、[IPA：基本情報技術者試験](https://www.ipa.go.jp/shiken/kubun/fe.html) から確認できます。 ## 科目Aでどう出る？ 科目Aでは、タスクの優先度と状態遷移を組み合わせて問われます。 判断手順は次のとおりです。 ```text 1. 現在どのタスクが実行中か確認する 2. 新しく実行可能になったタスクの優先度を見る 3. 高優先度ならプリエンプションが起きる 4. 中断されたタスクは実行可能状態へ戻る ``` ### よく出るパターン | 状況 | OSの動作 | |---|---| | 高優先度Aを実行中に低優先度Bが起動 | Aを継続、Bは実行可能状態 | | 低優先度Bを実行中に高優先度Aが起動 | Bを実行可能状態へ戻し、Aを実行 | | 実行中タスクが入出力を要求 | 待ち状態へ移る | | 入出力が完了 | 待ち状態から実行可能状態へ移る | ### ディスパッチとプリエンプション | 用語 | 意味 | |---|---| | ディスパッチ | 実行可能なタスクへCPUを割り当てる | | プリエンプション | 実行中タスクからCPUを取り上げる | 例えば、Bの実行中にAへ切り替える場合は、次の2つが続けて起きます。 ```text BからCPUを取り上げる → プリエンプション AへCPUを割り当てる → ディスパッチ ``` ## どんな場面で使う？ プリエンプティブスケジューリングは、重要な処理を優先して実行したい場面で使われます。 - 制御装置の異常停止処理 - センサー割込みへの応答 - 通信処理 - リアルタイム監視 - 複数アプリケーションの実行 例えば、通常の記録処理よりも、設備異常を検知した停止処理の優先度を高くしておけば、異常発生時にすぐCPUを切り替えられます。 ```text 通常処理を実行中 ↓ 異常停止タスクが起動 ↓ 通常処理を中断 ↓ 停止処理を優先実行 ``` ## よくある誤解・混同 ### 誤解1：中断されたタスクは待ち状態になる 中断の理由が高優先度タスクへの切替えなら、元のタスクは実行可能状態へ戻ります。 ```text CPUを譲っただけ → 実行可能状態 入出力完了を待つ → 待ち状態 ``` ### 誤解2：新しいタスクが起動すれば必ず切り替わる 新しく起動したタスクの優先度が低ければ、現在の高優先度タスクは実行を継続します。 ### 誤解3：プリエンプションとディスパッチは同じ プリエンプションはCPUを取り上げる処理、ディスパッチはCPUを割り当てる処理です。 ### 誤解4：ノンプリエンプティブ方式でも同じ動作をする ノンプリエンプティブ方式では、実行中タスクが自らCPUを手放すまで、他のタスクへ強制的に切り替えません。 | 方式 | 特徴 | |---|---| | プリエンプティブ | OSが強制的に切り替えられる | | ノンプリエンプティブ | 実行中タスクがCPUを手放すまで待つ | ### 誤解5：優先度が高いほど必ず待ち時間がゼロになる 高優先度でも、さらに高い優先度のタスクが動いていたり、必要な資源を待っていたりすると、すぐ実行できない場合があります。 ## 確認問題（基本情報技術者試験対策） 優先度に基づくプリエンプティブスケジューリングを行うOSがある。タスクXの優先度はタスクYより高い。Yの実行中にXが実行可能になったときの動作として、最も適切なものはどれか。 - ア. Yを待ち状態にしてXを実行する - イ. Yを実行可能状態にしてXを実行する - ウ. Xを待ち状態にしてYを実行し続ける - エ. XとYを同時に実行状態にする
▶ クリックして答えと解説を見る（ここを開く） **正解：イ** Xの方が高優先度なので、OSはYからCPUを取り上げてXへ切り替えます。 Yは入出力待ちではなく、CPUが空けば再開できるため、待ち状態ではなく実行可能状態へ戻ります。
## まとめ（試験直前用） - プリエンプティブ方式は、OSが実行中タスクからCPUを取り上げられる方式 - 高優先度タスクが起動すると、低優先度タスクを中断して切り替える - 中断されたタスクは、通常、待ち状態ではなく実行可能状態へ戻る - 実行可能状態は、CPUが割り当てられれば実行できる状態 - 待ち状態は、入出力完了などを待っている状態 - プリエンプションはCPUを取り上げる処理 - ディスパッチは実行可能タスクへCPUを割り当てる処理 - ノンプリエンプティブ方式では、実行中タスクを強制的に切り替えない