[基本情報技術者/科目A/ハードウェア]補助記憶

1.4 補助記憶

 

主記憶と補助記憶

主記憶はCPUとデータのやり取りができる高速な記憶措置だ。比較的安い補助記憶を一緒に使う。主記憶は電源が切れるとデータも消えてしまうが、補助記憶は電源がなくても記憶し続けるので、ユーザが作成したデータやプログラムが保存される。補助記憶に保存されたデータをCPUで処理するには主記憶にデータを渡して、主記憶とCPUの間でやり取りが行われる。

 

補助記憶の数類

１．磁気ディスク

磁性体を塗った薄い円盤に磁気の力を使って、データを 読み出したり書き込んだりする　

Ex)ハードディスク

 

２．光ディスク

薄い円盤にレーザ光を当てることによって、データを読み出したり、書き込んだりする。

Ex）CD・DVD・BD（ブルーレイディスク）　

 

３．フラッシュメモリ

電気でデータの書込みや消去を行う 半導体メモリ。コンパクトでアクセ ス速度が速い

Ex)SDカード、USBメモリ、SSD、コンパクトフラッシュ

 

磁気ディスク

複数のディスクから構成されている。電気ヘッドはデータの読み書きを行う部品、アームは電気ヘッドを電気ディスクの特定箇所へと移動させる部品。電気ディスク装置はアームの先端についている電気ヘッドを移動させることで、電気ディスク上のデータを読み書きする。

 

電気ディスクの記録単位

電気ディスク装置はセクタ、トラック、シリンダという単位でデータの装置を管理する。データを記録する最小単位がセクタ、セクタを繋いで、ディスクを具なりと1周した領域をトラックという。トラックは電気ヘッドを個体した状況で電気ディスクを回転させた時の記録領域単位だ。客ディスクの中心から同じ距離にあるトラックを全部まとめた領域をシリンダという。アームの単位を個体したときに同時にアクセスできる単位。

 

データの読み書きに必要なディスク容量

セクタ単位でデータを読み書きが行われる。サイズが大きいデータは複数のセクタに跨ってか買い込まれる。逆に小さいデータはセクタ内に余った部分ができる。その部分は他のデータが書き込まれないので無駄だ。

 

＊ブロック単位での書込み

複数のセクタを１つとみなしたブロック単位で書き込むことが一般的。そのため、電気ディスクはブロック単位のデータをひとまとまりとして扱い、複数のセクタに書き込む。

 

磁気ディスクのアクセス時間

制御装置から電気ディスクにデータの読み書きの指令が出てから、読み書きが終わる時間までをアクセス時間という。短いほど高性能な電気ディスクだ。

１．アームを動かし、データのあるトラックまで移動する。位置決め時間（シーク時間）

２．電気ディスクを回転させ、データのあるセクタまで移動する。回転待ち時間（サーチ時間）ヘッドが目的のデータ上にある場合は回転待ち時間がゼロだが、離れている場合は最大１回伝聞の時間がかかる。平均ディスクが１／２回転する時間を計算し、回転待ち時間とする。

３．アクセスアームの先端についている電気ヘッドからデータを読み書きする。データ転送時間。

 

＊電気ディスクのアクセスの時間

＝１。位置決め時間＋２。回転待ち時間＋３。データ転送時間

 

フラッシュメモリ

書込み、消去を電気的に行い、電源を切っても内容を保存できる半導体メモリ。アクセス速度が速い上にコンパクトで書込み回数に制限はあるが何度もブロック単位でデータを書き換えることができるため、広く使われている。

 

Ex)

１．SDカード、mini SDカード、microSDカード

＝＞携帯・ディジタルカメラのデータを保存するのに使われる。カード系にパッケージされる。

 

２．USBメモリ

＝＞PCのUSBポートに差し込んで使う、簡単に抜き差しできる。

 

３．SSD

＝＞衝撃に強いため、ハードディスクの代わりとしてはノートPCなどに利用される。っ高速に読み書きできるが、書込み回数に上限があり、少々値段が高い