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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 ...

EEPROM（Electrically EPROM） EEPROM（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）とは、コンピュータで使用される半導体メモリの一種で、基本的には記録されている内容を書き換えることができない読み出し専用だが、電気的にデータを消去して書き換えることができるメモリのことです。 またEEPROMを更に発展させ、全消去ではなくブロック単位でデータを消去して書き換えることができるものをフラッシュメモリといいます。フラッシ ...

EPROM（Erasable PROM） EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）とは、コンピュータで使用される半導体メモリの一種で、基本的には記録されている内容を書き換えることができない読み出し専用だが、紫外線を照射することでデータを消去して書き換えることができるメモリのことです。 このように紫外線を使ってデータの書き換えをおこなうEPROMのことを「UV-EPROM（紫外線消去型EPROM）」ともいいます。 メモリの分類 コンピュータで使用する半導体メ ...

PROM（ピーロム） PROM（Programmable Read Only Memory）とは、コンピュータで使用される記憶装置（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）の一種で、基本的には記録されている内容を書き換えることができない読み出し専用だが、特定の機器を使うことで記憶内容の消去と書き込みができるメモリのことです。 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。 揮発性メモリは、コンピュータの電源を切ると ...

マスクROM（マスクロム） マスクROMとは、コンピュータで使用される記憶装置（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）の一種で、記録されている内容を書き換えることができない読み出し専用のメモリのことです。 動作に必要なプログラムやデータをあらかじめメモリ内に書き込まれた状態で工場から出荷され、以降は内容を書き換えることができません。 メモリの分類 メモリは大きく分けて「RAM」と「ROM」という2種類に分かれます。 RAM（揮発性） DRAM 主記憶装置（メインメモリ）として使用されている ...

RAM（ラム） RAM（Random Access Memory）とは、ランダムに読み書きできるメモリのことで、主に主記憶装置（DRAM）やキャッシュメモリ（SRAM）として用いられているメモリです。 メモリの分類 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。メモリは大きく分けて「RAM」と「ROM」という2種類に分かれます。 RAM（揮発性） DRAM 主記憶装置（メインメモリ）として使用されている SRAM キャッシュメモリとして使用されている ROM（不揮発性） マスクROM ...