「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詳しく教えていただけますか？
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異なるアプリケーションにCPUの時間を強制的に配分できるマルチタスクの一種です。
ITの初心者
つまり、同時にいくつかのアプリケーションを実行できるということですね？
IT･PC専門家
その通りです。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動作し、各アプリケーションに交互にCPU時間が配分されることで、効率的な実行が実現されています。
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、同時に複数のアプリケーションを実行する際に、オペレーティングシステムが各アプリケーションにCPUの使用時間を強制的に割り振るマルチタスクの一形態を指します。この方式は、Windows NT以降のWindowsオペレーティングシステムや、MacOS、UNIXなど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」では、アプリケーションがCPUを占有している間は他のアプリケーションが実行できません。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、その特性によりシステム全体のパフォーマンス向上に寄与します。
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、コンピュータが複数のタスクを同時に処理するための手法を指します。この方法では、各タスクは自分の順番が来るとCPU（中央処理装置）を使うことができます。タスクが処理中は、他のタスクは一時的に停止し、現在のタスクが終了すると、停止していたタスクが再び実行される仕組みです。
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、待機中の他のタスクを処理できる能力を持つことを意味します。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を行います。これにより、複数のタスクが同時に実行され、システム全体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な状態では、OSはタスクに実行時間のスライスを割り当てます。この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することで、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続けることができます。
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」の特徴として、オペレーティングシステムはタスクが完了するのを待たずに迅速に別のタスクに切り替えられる点があります。これにより、処理効率が大幅に向上し、システムの応答性も改善されます。
このシステムの最大の利点は、システムのラグを大幅に減少させることです。長時間実行されるプロセスがある場合、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終了するまで待たなければなりません。しかし、プリエンプティブマルチタスクを利用すれば、オペレーティングシステムは待機中のタスクを中断し、より優先度の高い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る効果もあります。長時間実行されるタスクがある場合、システムがクラッシュするリスクが高まりますが、このマルチタスク方式では、一つのタスクがクラッシュしてもオペレーティングシステムは他のタスクを継続して処理できます。
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、処理の遅延が発生する可能性があります。具体的には、プリエンプティブマルチタスクでは他のプロセスの要求により、現在実行中のプロセスが中断されることがあり、この中断が処理の遅延や効率の低下を引き起こす場合があります。また、プロセスが長時間中断されることで、データの一貫性が失われるリスクもあります。さらに、コンテキストスイッチが頻繁に起こることで、システムのオーバーヘッドが増加し、全体的な処理能力に影響を与える可能性もあります。
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は、タスクが実行中の間、他のタスクが実行されない状態を指します。これに対して、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中断されることで、他のタスクが実行可能になります。つまり、複数のタスクが同時に進行し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点です。タスクの実行を待たずに他のタスクを並行して処理できるため、ユーザーは複数のアプリケーションを同時に利用でき、待ち時間に伴うストレスが軽減されます。