現在勉強している基本情報技術者試験についてまとめたものです。
自分のアウトプット用なので見やすさなどは期待しないでください。
ハードディスク
ディスク（プラッタ）
表面に磁性体が塗布もしくは蒸着されており、この磁性体を磁化させることによってデータの読み書きを行う金属やガラス製の円盤。
磁気ヘッド
ディスク表面の磁性体を磁化させたり読み取ったりする装置。
アクセスアーム
先端に付いた磁気ヘッドを、目的位置の同心円状まで運ぶ装置。
セクタ
ハードディスクに作成された記憶領域の最小範囲。
セクタを複数集めた1週分の領域をトラックといい、同心円状のトラックを複数まとめるとシリンダという。
クラスタ
OSがファイルを読み書きする際の、複数のセクタを1ブロックとみなした単位。
アクセス時間
データにアクセスするのにかかる時間で、下記の3つを合計した数値のこと。
- シーク（位置決め）･･･アクセスアームを動かして目的の位置まで運ぶ。
- サーチ（回転待ち）･･･目的のデータが磁気ヘッドの位置まで回ってくるのを待つ。
- データ転送･･･セクタに書かれたデータを読み込む。
例えば、次のハードディスクから5,000バイトのデータを読み出す場合、アクセス時間は下記のように求める。
回転速度：5,000回転/分
平均シーク時間：20ミリ秒
1トラック当たりの記憶容量：15,000バイト
計算に用いるシーク時間とサーチ時間は平均値を使うため、まずは平均サーチ時間を求める。
平均サーチ時間は、磁気ヘッドの真下に読み込み位置があった場合（待ち時間0）と、磁気ヘッドを読み込み位置が通過した直後の場合（1回転するのを待つ）を考えればいいので、回転数は1/2回転となる。
ディスクが1回転するのにかかる時間は、
[$1分(60,000ミリ秒) / 5,000回転 = 12ミリ秒$]で、平均サーチ時間は1/2回転なので半分の6ミリ秒となる。
ハードディスクが1トラックのデータを転送するのに必要な時間はディスクが1回転する時間と同じなので、1ミリ秒あたりに転送できるデータ量は
[$15,000バイト / 12ミリ秒 = 1,250バイト/ミリ秒$]となる。
この速さで5,000バイトのデータを読み出すには、
[$5,000バイト / 1,250バイト = 4ミリ秒$]となる。
最後に、3つの時間を合わせると、
[$20ミリ秒（シーク時間） + 6ミリ秒（サーチ時間） + 4ミリ秒（データ転送時間） = 30ミリ秒$]となる。
フラグメンテーション（断片化）
ファイルを書いたり消したりすることで空き容量が分散化してしまい、新しくファイルを書き込むときにあちこちに分かれて断片化してしまうこと。
これにより無駄なシーク時間やサーチ時間が発生してしまい、動作が遅くなる。
デフラグメンテーション（デフラグ）
断片化したファイルのデータを連続した領域に並べ直すこと。
RAID
複数のハードディスクを仮想的に1つにまとめて運用する技術の代表的な実装手段で、RAID0~RAID6までの7種類に分かれている。
RAID0（ストライピング）
1つのデータを複数のディスクに分散させて書き込むので高速化が図れるが、1台でも故障すると全ファイルが失われるため信頼性は低い。
RAID1（ミラーリング）
1つのデータを複数のディスクに書き込むため、使えるディスク容量は半分以下になるがいずれか1台が故障してもそのまま使えるので信頼性は高い。
RAID5
3台以上のディスクに分散させてデータを書くとともに、それらのバリティ情報（誤り訂正符号）を別のディスクに保存するので、いずれか1台が故障しても他のディスクにあるバリティ情報を使ってデータが復元できる。
ハードディスク以外の補助記憶装置
リムーバブルメディア
駆動装置から記憶媒体を簡単に取り出せるもののこと。
光ディスク
CDやDVDなどのレーザー光線によってデータの読み書きを行うディスク。
それぞれ以下のような種類があり、ROMはRead Only Memory、RはRecordable、RWはReWritableの略。
- CD･･･安価で大容量なことからソフトウェアの配布媒体としても広く使われている。
- CD-ROM･･･読み込み専用のCD
- CD-R･･･一度だけ書き込めるCD
- CD-RW･･･何度でも書き換えができるCD
- DVD･･･CDよりも波長の短い赤色レーザーで記録する為ビットの高密度化が可能になり、より容量が大きい。
- DVD-ROM･･･再生専用型のDVD
- DVD-R･･･追記型のDVD
- DVD-RW･･･書き換え可能型のDVD
- DVD-RAM･･･ 〃
光磁気ディスク
レーザー光線と磁気によってデータの読み書きを行うディスク。
磁気テープ
磁性体が塗布されたテープ状のフィルムに、磁気を使って読み書きを行うカセット型の記憶媒体。
連続してデータの読み書きを行うものをストリーマという。
フラッシュメモリ
EEPROMの1種を補助記憶媒体に転用したもので、代表的なものはメモリーカードやUSBメモリなど。
SSD(Solid State Drive)
フラッシュメモリを記憶媒体として内蔵する装置で、機械的な駆動がないため省電力で衝撃にも強く、シークやサーチといった待ち時間もないため高速に読み書きを行うことができる。
ただし、書き込み回数に上限があり、ハードディスクに比べてビット当たりの単価も高い。