《機械》〈情報伝送及び処理〉[R05:問8]コンピュータの主記憶装置に関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

次の文章は，コンピュータの主記憶装置に関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。

データやプログラムを記憶するための主記憶装置には，半導体メモリが用いられている。この中には，電源切断により記憶内容が保持できない$ \ \fbox {　（１）　} \ $メモリがある。

$ \ \fbox {　（２）　} \ \mathrm {RAM} \ $は，トランジスタとコンデンサによりメモリセルが構成され，このコンデンサに蓄えられた電荷により$ \ 1 \ $ビットを記憶する。ただし，この電荷は遮断状態のトランジスタを経由してわずかに漏れるため，電荷が失われて情報が消失してしまう前に一定時間間隔で再充電させる必要がある。この動作を$ \ \fbox {　（３）　} \ $と呼ぶ。$ \ \fbox {　（２）　} \ \mathrm {RAM} \ $は，メモリセルの構造が簡単であるので，高密度に集積するのに有利である。

$ \ \mathrm {CPU} \ $の内部にあるレジスタ間のデータ転送時間と主記憶装置のアクセスタイムには大きな差があるため，主記憶装置よりもアクセスタイムが高速である小容量の記憶装置を$ \ \mathrm {CPU} \ $と主記憶装置との間に設ける場合がある。この装置を$ \ \fbox {　（４）　} \ $という。$ \ \mathrm {CPU} \ $がデータをアクセスする際は，特定のアドレス空間を$ \ \fbox {　（５）　} \ $参照することがあり，主記憶装置にあるプログラムやデータの一定量を$ \ \fbox {　（４）　} \ $へ転送しておくことにより，コンピュータ全体の平均的な処理速度が向上する。

〔問8の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　保持性　　　　　&（ロ）&　ダイナミック　　　　　&（ハ）&　ワンタイムメモリ \\[ 5pt ] &（ニ）&　バースト　　　　　&（ホ）&　排他的に　　　　　&（ヘ）&　スタティック \\[ 5pt ] &（ト）&　キャッシュメモリ　　　　　　　&（チ）&　一時的に　　　　　&（リ）&　揮発性 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　レジスタメモリ　　　　　&（ル）&　不揮発性　　　　　&（ヲ）&　反復的に \\[ 5pt ] &（ワ）&　フラッシュ　　　　　&（カ）&　リフレッシュ　　　　　　　&（ヨ）&　ダイレクトメモリアクセス \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

コンピュータの主記憶装置に使用される半導体メモリに関する問題です。
情報系の資格の勉強を勉強されている方であれば，テキストに重要事項として掲載されている内容であるため，完答も狙えた問題かと思います。電験では選択問題でしか出題されないため，不要な方は飛ばしても良いかと思います。

1.$ \ \mathrm {DRAM} \ $と$ \ \mathrm {SRAM} \ $
$ \ \mathrm {RAM \ \left( \ Random \ access \ memory \ \right) } \ $は半導体メモリの分類の一つで，ハードディスク等の主記憶装置より動作が早く，記憶容量が少ないため，コンピュータの高速化をするための一次記憶領域として使用されます。
$ \ \mathrm {DRAM} \ $も$ \ \mathrm {SRAM} \ $も電源が落ちると記憶している情報が失われる揮発性メモリとなります。電源が落ちても記憶が失われないメモリに$ \ \mathrm {ROM} \ $やフラッシュメモリ等があります。

出典：電気工学ハンドブック（第7版）　一般社団法人電気学会　オーム社　P.1722

①$ \ \mathrm {DRAM \ \left( \ Dynamic \ Random \ access \ memory \ \right) } \ $
コンデンサに電荷を蓄えることによって情報を記憶します。コンデンサの特徴から，時間とともに自然放電によりデータが消えてしまうため，一定時間毎にデータの再書き込みを行うリフレッシュを行う必要があります。$ \ \mathrm {SRAM} \ $と比較して消費電力が大きく，データを読み出す時間が若干遅いですが，高密度に集積でき，容量あたりの価格も安くなります。

②$ \ \mathrm {SRAM \ \left( \ Static \ Random \ access \ memory \ \right) } \ $
フリップフロップを用いて情報を記憶します。電源から電気が供給されている限りデータを保持しているため，リフレッシュを行う必要がありません。データを読み出す時間が非常に早いので，$ \ \mathrm {CPU} \ $の一次記憶領域であるキャッシュメモリとして採用されています。ただし，$ \ \mathrm {DRAM} \ $よりも$ \ 1 \ $ビットの記憶に多くの素子を使用することから，容量あたりの価格は高くなります。

【解答】

(1)解答：リ
題意より解答候補は，（イ）保持性，（リ）揮発性，（ル）不揮発性，等になると思います。
ワンポイント解説「1.$ \ \mathrm {DRAM} \ $と$ \ \mathrm {SRAM} \ $」の通り，電源切断により記憶内容が保持できないメモリを揮発性メモリといいます。

(2)解答：ロ
題意より解答候補は，（ロ）ダイナミック，（ヘ）スタティック，（ワ）フラッシュ，等になると思います。
ワンポイント解説「1.$ \ \mathrm {DRAM} \ $と$ \ \mathrm {SRAM} \ $」の通り，コンデンサに蓄えられた電荷により$ \ 1 \ $ビットを記憶し，電荷が失われて情報が消失してしまう前に一定時間間隔で再充電させる必要がある$ \ \mathrm {RAM} \ $はダイナミック$ \ \mathrm {RAM \ \left( \ DRAM \ \right) } \ $となります。

(3)解答：カ
題意より解答候補は，（ニ）バースト，（カ）リフレッシュ，（ヨ）ダイレクトメモリアクセス，等になると思います。
ワンポイント解説「1.$ \ \mathrm {DRAM} \ $と$ \ \mathrm {SRAM} \ $」の通り，電荷が失われて情報が消失してしまう前に一定時間間隔で再充電させる操作をリフレッシュといいます。

(4)解答：ト
題意より解答候補は，（ハ）ワンタイムメモリ，（ト）キャッシュメモリ，（ヌ）レジスタメモリ，等になると思います。
ワンポイント解説「1.$ \ \mathrm {DRAM} \ $と$ \ \mathrm {SRAM} \ $」の通り，$ \ \mathrm {CPU} \ $と主記憶装置との間に設ける主記憶装置よりもアクセスタイムが高速である小容量の記憶装置をキャッシュメモリといいます。

(5)解答：ヲ
題意より解答候補は，（ホ）排他的に，（チ）一時的に，（ヲ）反復的に，等になると思います。
$ \ \mathrm {CPU} \ $がデータをアクセスする際は，特定のアドレス空間を反復的に参照，すなわち同じデータに何度もアクセスすることが多いため，キャッシュメモリに転送しておくことでコンピュータの処理速度を上げることができます。