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41-03.補助記憶

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[復習]記憶階層(主記憶/キャッシュメモリ/補助記憶)

記憶装置は、『主記憶(メインメモリ)』『キャッシュメモリ』『補助記憶』の3つに分けられ、各記憶装置が役割を分担することを、記憶階層と呼びました。

用語説明
主記憶CPUが実行するデータを記憶する記憶装置
キャッシュメモリ主記憶のアクセス速度を補助する記憶装置
補助記憶主記憶の記憶容量と揮発性を補助する記憶装置

このページでは、記憶階層の補助記憶を解説していきます。

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補助記憶とは?

補助記憶は、主記憶(メインメモリ)を欠点を補助する記憶装置です。アクセス速度は主記憶に比べ遅いですが、次の2つの長所があります。

●補助記憶の特徴
特徴①:不揮発性(電力供給が途絶えてもデータが消失しない)
特徴②:容量が大きい

つまり、補助記憶は、主記憶の『揮発性』『低容量』の特性をカバー(補助)する記憶装置といえます。

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補助記憶の記録媒体

補助記憶の代表的な記録媒体として、『磁気ディスク』『フラッシュメモリ』『光ディスク』の3つがあります。

補助記憶記録の仕方具体例
磁気ディスク磁気ハードディスク(HDD)
光ディスク
(半導体レーザー)
CD
DVD
Blu-ray Disk(BD)
フラッシュメモリ
(半導体メモリ)
電気USBメモリ
SDメモリカード
SSD

磁気ディスク(HDD:Hard Disk Drive)

磁気ディスクは、円盤の表面に塗られた磁性体の状態を変化させ、データを読み書きする補助記憶です。代表的な磁気ディスクは、HDD(Hard Disk Drive:ハードディスク)になります。

HDDは、機械的・磁気的にデータの読み書きをします。具体的には、磁気ディスク(プラッタ)を回転させ、読み取り書き込み部である磁気ヘッドの位置を調整します。磁気ディスクの対象領域に対し、磁気ヘッドが磁気的に読み込みや書き込みを実施します。

フラッシュメモリ(USBメモリ/メモリーカード/SSD)

フラッシュメモリは、電気的に読み書きをする補助記憶です。具体的なフラッシュメモリとして、USBメモリ、メモリーカード、SSD(Solid State Drive)があります。

SSDの特徴(HDDとの比較)

SSDの特徴は、HDDとの比較がITパスポート試験で頻出です。SSDがHDDの代替として普及しているためです。

項目SSDHDD
価格×高い〇安い
容量×少ない〇大きい
アクセス速度〇速い×遅い
重量〇軽い×重い
騒音性〇静か×うるさい
耐衝撃性〇強い×弱い

SSDとHDDの特徴を相対的に比較した場合、特徴をまとめると次のようになります。

●SSDの特徴
・電気的な読み書き
・容量単価は高く、低容量だが、読み書き速度は速い
・重量と騒音がなく、振動に強い(機械的な可動部がないため)
●HDDの特徴
・機械的な可動部による、磁気的な読み書き
・容量単価は安く、大容量だが、読み書き速度は遅い
・重量と騒音があり、振動に弱い(機械的な可動部があるため)

SSDはHDDと比較すると、容量単価が高く、低容量の傾向があります。しかし、最近では容量単価が下がったため、容量の大きいSSDも一般に普及しています。

また、重量、騒音性、耐振動性については、HDDとSSDの読み書きの違いと合わせて理解するとよいでしょう。HDDは機械的に駆動しデータを読み書きするので、重量と騒音があり、振動に弱くなります。一方、SSDは、電気的に読み書きするので、機械的な可動部がなく、重量と騒音がなく、振動に強くなります。

光学ディスク(Blu-ray/DVD/CD)

光学ディスクは、半導体レーザー光によってデータを読み書きする補助記憶装置です。代表例としては『Blu-ray(BD)』『DVD』 『CD』 があります。

光学ディスクは容量の大きい方から、『容量大>Blu-ray>DVD>CD>容量小』になります。

光学ディスクの型(-R/-RW -RE/-ROM/-RAM)

光学ディスクには、データを読み書き、書き換えが「できる」or「できない」で複数の型に分かれます。具体的には、『-R(追記型)』『-RW、-RE(書き換え型)』『-ROM(読み込み専用型)』『-RAM(PC向け書き換え型)』です。

書き込み書き換え読み込み具体例
-R
追記型
×BD-R
DVD-R
CD-R
-RW(-RE)
書き換え型
BD-RE
DVD-RW
CD-RW
-ROM
※read only memory
読み出し専用型
××BD-ROM
DVD-ROM
CD-ROM
-RAM
PC向け書き換え型
DVD-RAM
●光学ディスクの型
-R(追記型)

書き込みと読み込みのみが可能で、書き換えができない
(BD-R、DVD-R、CD-R)

-RE 、-RW(書き換え型)
書き込み、読み込み、書き換えも可能
※Blu-rayの場合は、-REで表記(BD-RE)
※DVD、CDの場合は、-RWで表記(DVD-RW、CD-RW)

-ROM(読み込み専用型)
読み込みのみ可能
(BD-ROM、DVD-ROM、CD-ROM)

-RAM(PC向け書き換え型)
PC 向け、書き込み、読み込み、書き換えも可能
(DVD-RAM)
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【まとめ】補助記憶

それでは、最後におさらいをしておきましょう。

用語説明
補助記憶主記憶の記憶容量と揮発性を補助
・不揮発性
・磁気ディスク、光学ディスク、フラッシュメモリ
HDD
(磁気ディスク)
電磁的・機械的に情報を読み書きする補助記憶装置
・安くて、大容量だが、アクセス速度が遅い
・重く、うるさく、衝撃に弱い
※Hard Disk Drive
SSD
(フラッシュメモリ)
電気的に半導体メモリで読み書きする補助器記憶装置
・高くて、低用量だが、アクセス速度が速い
・軽く、静かで、衝撃に強い
※Solid State Drive
光学ディスク光(半導体レーザー)によって、読み書きする補助記憶装
例.Blu-ray Disk(BD)、DVD、CD
・容量
大 > BD > DVD > CD >小
・型
 -R(追記型)
 -RW/-RE(書き換え型)
 -ROM(読み出し専用型)
 -RAM(PC向け書き換え型)
フラッシュメモリ電気的に半導体メモリで情報で読み書きする補助記憶装置
例.USBメモリ、SDカード、SSD

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