言語処理系に関する次の記述を読んで，設問１〜３に答えよ。

　言語処理系とは，プログラム言語（以下，言語という）の文法に従って記述された原始プログラムを 読み取り，目的とする計算機で実行するための変換をするか，又は逐次解釈しながら実行するための ソフトウェアである。

設問１　言語処理系の種類には，インタプリタやコンパイラなどがある。 インタプリタによる実行では，原始プログラムを入力して，逐次解釈しながら実行する（以下， インタプリタ方式という）。コンパイラによる実行では，原始プログラムを入力して， 目的とする計算機で実行できるプログラム（以下，実行形式プログラムという）に変換し， その実行形式プログラムを実行する（以下，コンパイラ方式という）。 インタプリタ方式とコンパイラ方式を比較したとき，コンパイラ方式の 利点として最も適切な答えを，解答群の中から選べ。

解答群

基本情報技術者試験

　原始プログラムを，ソフトウェアによって仮想的に構築した計算機（以下，仮想計算機という）で 実行できるコード（以下，中間コードという）に変換し，仮想計算機上で中間コードを インタプリタ方式で実行する方法がある。言語 X で記述された原始プログラムを 中間コードに変換し，仮想計算機 V のインタプリタで実行する例を，図１に示す。 ここで，異なる OS やハードウェア上で動作する仮想計算機 V を用意することによって， 中間コードの形でプログラムを配布することが可能となる。

図１　仮想計算機によるインタプリタ方式の実行例

〔図１の説明〕

(1) 言語 X で記述された原始プログラムを，仮想計算機 V で実行できる中間コードに変換する（図１ �@）。

(2) 中間コードに変換されたプログラムを仮想計算機Vに入力し，V のインタプリタで 逐次解釈しながら実行する（図１ �A）。

a に関する解答群

基本情報技術者試験

　仮想計算機Vにおけるインタプリタ方式による実行時に，繰り返し実行される処理などの 情報（以下，プロファイル情報という）を収集しておき，その内容を解析して， 特定の処理の中間コードをプログラムの実行途中で実行形式プログラムに変換し， 以後の実行に実行形式プログラムを利用する方法として，図２のような動的コンパイル方式がある。 実行形式プログラムを実行途中から利用することによって，以後のプログラムの実行性能の向上が 期待できるので，Java などの言語処理系で採用されている方式である。

図２　動的コンパイル方式を適用した処理の流れ

〔図２の説明〕

(1) 主プログラムと主プログラムから呼び出される関数 F 中間コードに 変換されたプログラムがある。

(2) 仮想計算機 V のインタプリタは，中間コードを逐次解釈しながら実行する （図２�@）。このとき，関数Fが呼び出される回数を プロファイル情報として収集する（図２�A）。

(3) 仮想計算機 V は，関数 F が呼び出される都度，プロファイル情報を解析し， 関数 F を実行形式プログラムに変換するかどうかを判定する。

(4) (3)で変換すると判定した場合，仮想計算機 V は，動的コンパイラを 起動して関数 F を実行形式プログラムに変換する（図２�B）。

(5) (4) で関数 F を変換した後は，関数 F が呼び出されたときには 実行形式プログラムが実行される（図２�C）。

　動的コンパイル方式を適用する場合には，実行時間に加えて動的コンパイラの起動時間や コンパイル時間を考慮する必要がある。図２に示す関数 F を，インタプリタ方式で実行した場合と， 動的コンパイル方式で実行した場合の実行時間について考える。 ここで，各方式の実行条件は，次の条件に示すとおりである。 主プログラムから関数 F の呼出し回数が 400 回のとき，インタプリタ方式の場合の 実行時間は 秒であり， 動的コンパイル方式を適用した場合の実行時間は 秒である。

〔条件〕

• 主プログラムの実行時間は考えない。
• プロファイル情報を収集する時間と，仮想計算機 V から実行形式プログラムを 呼び出すのに必要な処理時間は考えない。
• 関数 F の中間コードは 400 命令から成り，関数 F が１回呼び出されたときに 実行する中間コードの命令数は，2,000 命令である。
• 動的コンパイル方式を適用した場合，関数 F が 101 回目に呼び出されるときに 動的コンパイラが起動され，関数 F の中間コードを実行形式プログラムに変換する。
• 動的コンパイラの起動時間とコンパイル時間は，実行時間に含める。
• 動的コンパイラの起動時間は 0.1 秒とし，コンパイル時間は， 中間コード 1,000 命令当たりで 0.1 秒とする。
• インタプリタによる中間コード１命令の実行時間は 500 ナノ秒とし， 中間コード１命令に対応する実行形式プログラムの実行時間は 10 ナノ秒とする。