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ミラーリング ミラーリングとは、同じ内容を同時に複数に反映することです。 複数のディスクに同じ内容を書き込む（RAID1）ときや、スマートフォンの画面をテレビ画面に表示するときなどでミラーリングという言葉を使います。 RAIDのミラーリング RAIDとは、複数のディスクを1台のディスクとして運用する技術のことです。 ハードディスクは故障するとディスクに保存してあるデータをすべて失う可能性があります。この問題を解決するための手法のひとつがRAID（RAID1）です。 RAID1では、複数台のディスクに対して ...

ストライピング ストライピングとは ストライピングとは、データを分割し複数台のディスクに分散して読み書きすることで高速化を図る手法のことです。 上記図はストライピングのイメージ例です。 データ（上記例では画像データ）を分割し複数台のディスクに分散して同時に書き込むことで、2台であれば2倍、3台であれば3倍と処理速度の向上が期待できます。 ただし、いずれかの1台が故障するとシステム全体の故障となり、信頼性は1台のときよりも低下します。 RAID（レイド）とは RAID（Redundant Arrays of ...

DMA（ダイレクトメモリアクセス） DMAとは DMA（Direct Memory Access）とは、入出力装置から主記憶装置（メインメモリ）へのデータ転送をCPUを介さず直接行う方式のことです。 コンピュータはさまざまな機器とデータのやり取りを行います。DMAでは、このさまざまな機器とのやり取り（データ転送）をDMAコントローラが制御します。 上記図はDMAのイメージ例です。補助記憶装置から主記憶装置へのデータ転送をDMAコントローラが制御しています。 このようにDMAでは、周辺機器と主記憶装置間のデ ...

プログラム制御方式 プログラム制御方式とは、入出力装置から主記憶装置（メインメモリ）へのデータ転送をCPUが直接制御する方式のことです。PIO（Programmed I/O）方式や直接制御方式とも呼ばれています。 コンピュータはさまざまな機器とデータのやり取りを行います。プログラム制御方式では、このさまざまな機器とのやり取り（入出力の制御）をCPUが直接制御します。 上記はプログラム制御方式のイメージ例です。入出力装置からの命令を受けたCPUは、CPUのレジスタを経由して主記憶装置にデータを転送します。 ...

基本情報技術者試験や応用情報技術者試験で出題される「RAID」の問題。聞きなれない言葉のため難しく感じてしまう問題ですが、RAIDを理解してしまえばそこまで難しい問題ではありません。 本記事では、RAIDについて分かりやすく図解で解説しています。 RAIDとは RAIDとは、複数のハードディスクを1台のハードディスクとして運用する技術のことであり、ハードディスクの高速化と信頼性の向上を目的としています。 コンピュータが利用するハードディスクは、CPUやメモリに比べると処理速度が遅い、破損すると保存してある ...

RAID（レイド） RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）とは、複数のハードディスクを1台のハードディスクとして運用する技術のことです。 以下の図はRAIDのイメージ例です。複数のハードディスクをまとめて1台の装置として運用しています。 ハードディスクには2つの課題があります。1つはCPUやメモリに比べると処理速度が遅いこと。そしてもう1つは、ハードディスクが破損すると保存してあるデータがすべて失われる可能性があるということです。 そこで考えられたのがRAI ...

主記憶装置（メインメモリ）へのアクセスを高速化する手法であるメモリインタリーブ。基本情報技術者試験や応用情報技術者試験では、このメモリインタリーブの動作に関する問題が出題されます。 本記事では、メモリインタリーブの仕組みを図解で分かりやすく解説していきます。 メモリインタリーブ メモリインタリーブ（メモリインターリーブ）とは、主記憶装置へのアクセスを高速化する手法のひとつです。 なぜメモリインタリーブが必要なのか コンピュータの頭脳であるCPUは、コンピュータの動作に必要なデータや命令を主記憶装置とやり取 ...

CPUの性能を向上させるために使用するメモリであるキャッシュメモリ。基本情報技術者試験や応用情報技術者試験では、このキャッシュメモリの動作に関する問題が出題されます。 本記事では、キャッシュメモリの仕組みについて図解で分かりやすく解説していきます。 キャッシュメモリとは キャッシュメモリとは、CPUと主記憶装置（メインメモリ）の間にある記憶装置のことです。 コンピュータの頭脳であるCPUは、コンピュータの動作に必要なデータや命令を主記憶装置とやり取りしながら処理します。しかし、高速で動作するCPUに比べる ...

メモリインターリーブ メモリインターリーブ（英：memory interleaving）とは、主記憶装置（メインメモリ）へのアクセスを高速化する手法のひとつです。 CPUはコンピュータの動作に必要なデータや命令を主記憶装置とやり取りしながら処理します。しかし、高速に動作するCPUに比べると主記憶装置の処理は遅く待ち時間が発生してしまいます。 この主記憶装置へのアクセスを高速化するための手法がメモリインターリーブです。 メモリインターリーブの必要性 CPUが主記憶装置へアクセスするとき、連続した領域へ順番に ...

セットアソシアティブ方式 セットアソシアティブ方式とは、主記憶装置のデータをキャッシュメモリのどの位置に格納するか決める方式のひとつで、キャッシュメモリのブロックを複数のセットに分け、主記憶装置のブロック番号から一定の手順で算出した位置にあるセットに含まれているいずれかのブロックにデータを格納する方式です。 【手順1】キャッシュメモリのブロックをセットに分ける キャッシュメモリはデータをブロックという単位で管理しています。そのため、主記憶装置にあるデータはブロックという一定長の単位ごとにキャッシュメモリに ...

フルアソシアティブ方式 フルアソシアティブ方式とは、主記憶装置のデータをキャッシュメモリのどの位置に格納するか決める方式のひとつで、キャッシュメモリ内の空き領域にデータを保管する方式のことです。 キャッシュメモリへの格納 コンピュータの頭脳であるCPUは、コンピュータの動作に必要なデータや命令を主記憶装置とやり取りしながら処理します。しかし、高速で動作するCPUに比べると主記憶装置の処理は遅く待ち時間が発生してしまいます。 そこで、キャッシュメモリを使用します。キャッシュメモリは主記憶装置よりも高速に動作 ...

ダイレクトマップ方式 ダイレクトマップ方式とは、主記憶装置のデータをキャッシュメモリのどの位置に格納するか決める方式のひとつで、主記憶装置のブロック番号に一定の計算を行うことでキャッシュメモリの格納位置を算出する方式のことです。ダイレクトマッピング方式とも呼ばれています。 キャッシュメモリとは キャッシュメモリとは、コンピュータの頭脳であるCPUと主記憶装置の間にある記憶装置のことです。 CPUはコンピュータの動作に必要なデータや命令を主記憶装置とやり取りしながら処理します。しかし、高速で動作するCPUに ...

ヒット率 ヒット率とは、CPUがキャッシュメモリにアクセスするとき、キャッシュメモリに目的のデータが存在する確率のことです。 また、キャッシュメモリに存在しない確率（主記憶装置を読みに行く確率）をNFP（Not Found Probability）といい「1－ヒット率」で求めることができます。 キャッシュメモリとは キャッシュメモリとは、CPUと主記憶装置（メインメモリ）の間にある記憶装置のことです。 CPUはコンピュータの動作に必要なデータや命令を主記憶装置とやり取りしながら処理します。しかし、高速で動 ...

ライトバック方式 ライトバック方式とは、CPUがキャッシュメモリに書き込みを行う際、普段はキャッシュメモリにしか書き込みを行わず、主記憶装置への書き込みは後で行う方式のことです。 キャッシュメモリは読み出しだけではなく、書き込みにも使用します。ただキャッシュメモリに書き込んだ内容はどこかのタイミングで主記憶装置にも反映させる必要があります。 ライトバック方式の流れ (1) キャッシュメモリへの書き込み ライトバック方式では、普段はキャッシュメモリにだけ書き込みを行います。高速に動作するキャッシュメモリにだ ...

ライトスルー方式 ライトスルー方式とは ライトスルー方式とは、CPUがキャッシュメモリに書き込みを行う際、同時に主記憶装置（メインメモリ）にも書き込みを行う方式のことです。 キャッシュメモリは読み出しだけではなく、書き込みにも使用します。ただキャッシュメモリに書き込んだ内容はどこかのタイミングで主記憶装置にも反映させる必要があります。主記憶装置を書き換える方式には「ライトスルー方式」と「ライトバック方式」があります。 同タイミングでキャッシュメモリと主記憶装置の両方に書き込む「ライトスルー方式」とは違い、 ...

キャッシュメモリ キャッシュメモリとは、CPUと主記憶装置（メインメモリ）の間にある記憶装置のことです。 以前はCPU外部にキャッシュメモリを搭載するのが主流でしたが、現在はCPU内部にキャッシュメモリを搭載していることが多いです。 キャッシュメモリの役割 コンピュータの頭脳であるCPUは、コンピュータの動作に必要なデータや命令を主記憶装置とやり取りしながら処理します。しかし、高速で動作するCPUに比べると主記憶装置の処理は遅く待ち時間が発生してしまいます。 そこで使用するのがキャッシュメモリです。キャッ ...

主記憶装置（メインメモリ） 主記憶装置とは 主記憶装置（しゅきおくそうち）とは、コンピュータ内部でデータやプログラムを記憶する記憶装置のうち、CPUが直接高速で情報の読み書きができる記憶装置のことです。メインメモリとも呼ばれています。 CPUの命令によって直に読み書きが可能な記憶装置で、CPUが処理を実行するために必要な情報を一時的に記憶します。 メモリはよくCPUの作業スペースに例えられます。主記憶装置の容量が大きいほどCPUは快適に作業ができ（高速）、主記憶装置の容量が小さいほどCPUは作業しづらい（ ...

ROM（ロム） ROM（Read Only Memory）とは、不揮発性の特性を持つ読み出し専用メモリのことです。 ROMはユーザーによる消去・書き込みが不可能な「マスクROM」とユーザーによる消去・書き込みが可能な「PROM」に分かれています。 メモリの分類 コンピュータで使用するメモリは「揮発性（きはつせい）」と「不揮発性（ふきはつせい）」の2種類に分かれています。 揮発性はコンピュータの電源を切ると記録内容が消えてしまうメモリ、不揮発性はコンピュータの電源を切っても記録内容が消えないメモリのことです ...

メモリはコンピュータの動作に必要なデータを記憶するための装置です。メモリには様々な種類があり基本情報技術者試験や応用情報技術者試験では、その違いについて問われる問題が出題されています。 本記事では、メモリの種類とその特徴について図解で分かりやすく解説していきます。 メモリの分類 コンピュータで使用するメモリは「揮発性（きはつせい）」と「不揮発性（ふきはつせい）」の2種類に分かれています。 揮発性はコンピュータの電源を切ると記録内容が消えてしまうメモリ、不揮発性はコンピュータの電源を切っても記録内容が消えな ...

フラッシュメモリ（flash memory） フラッシュメモリとは、半導体メモリの一種で何度も繰り返し書き込みができる不揮発性メモリのことです。不揮発性メモリとは、電源を断っても記録内容が消えないメモリのことです。 フラッシュメモリには、パソコンで使用する「USBメモリ」やデジタルカメラで使用する「メモリカード（SDカード）」などがあります。 メモリの分類 コンピュータで使用するメモリは、揮発性メモリであるRAM（Random Access Memory）と不揮発性メモリであるROM（Read Only ...