《機械》〈情報伝送及び処理〉[H18:問8]電子計算機の主記憶及び補助記憶装置に関する選択問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆（普通）

次の文章は，電子計算機の主記憶及び補助記憶装置に関する記述である。\( \ \mathrm {A} \ \)群の文章と最も関係が深い語句を\( \ \mathrm {B} \ \)群の中から選び，対応する記号をマークシートに記入しなさい。

〔\( \ \mathrm {A} \ \)群〕

(1)　\( \ \mathrm {MOSFET} \ \)とコンデンサから構成され，コンデンサ内の電荷の有無でデータを記憶している。コンデンサの漏れ電流を伴い情報が消失するため，リフレッシュが必要となる。

(2)　読み取り専用の不揮発性の記憶素子であるが，製造後にも使用者がデータを電気的に書き込みができ，また，電気的に消去ができる半導体記憶装置。

(3)　中央処理装置\( \ \left( \mathrm {CPU}\right) \ \)が記憶装置に対してデータの読み取り・書き込みを指令しアドレスの選択を行い，読み取り・書き込み動作の後のデータ転送が終了するまでの時間。

(4)　補助記憶装置のデータファイル処理時におけるレコード処理方式の一つであり，記憶装置内のレコード格納場所にアドレスがつけられており，データ格納時アドレスを指定してデータが書き込まれる。読み取り時も，アドレスを指定してデータを読み取るので，レコードの並び順に関係なく，どのレコードもほぼ同じ速さで読み取り・書き込みができる。

(5)　光磁気ディスクへの記録方式の一つであり，一定方向に磁化された磁性薄膜に対して，一定の磁界をかけながらレーザ光の照射により情報ビットを記録する方式。

〔\( \ \mathrm {B} \ \)群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　バイポーラ形スタティック \ \mathrm {RAM}　　　　　　　　　&（ロ）&　\mathrm {UV-EPROM} \\[ 5pt ] &（ハ）&　\mathrm {EEPROM}　　　　　&（ニ）&　\mathrm {MOS} \ 形スタティック \ \mathrm {RAM} \\[ 5pt ] &（ホ）&　マスク \ \mathrm {ROM}　　　　　&（ヘ）&　多重アクセス方式 \\[ 5pt ] &（ト）&　シーケンシャルアクセス方式　　　　　&（チ）&　アクセス時間 \\[ 5pt ] &（リ）&　磁界変調記録　　　　　&（ヌ）&　\mathrm {MOS} \ 形ダイナミック \ \mathrm {RAM} \\[ 5pt ] &（ル）&　ランダムアクセス方式　　　　　&（ヲ）&　アイドル時間 \\[ 5pt ] &（ワ）&　光変調記録　　　　　&（カ）&　レコード時間 \\[ 5pt ] &（ヨ）&　電界変調記録　&& \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

電子計算機の主記憶及び補助記憶装置に関する問題です。
情報系の資格で出題される内容なので，そちらの分野を得意としている方は積極的に選択しても良い内容です。電験で出題される場合は選択問題となります。

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。

2.\( \ \mathrm {ROM} \ \)の種類とそれぞれの特徴
\( \ \mathrm {ROM} \left( \mathrm {Read \ Only \ Memory} \right) \ \)はその名の通り原則読み取り専用のメモリです。電源供給がなくなってもデータを保持できる不揮発性のメモリで，以下の種類に分類されます。

①マスク\( \ \mathrm {ROM} \ \)
製造工程においてデータを記憶させる\( \ \mathrm {ROM} \ \)で，データを書き換えすることができない\( \ \mathrm {ROM} \ \)です。
一度記憶させると書き換えできないことから，コンピュータのシステム等に利用され，信頼性・安定性が高いという特徴があります。

②\( \ \mathrm {PROM} \ \)
\( \ \mathrm {PROM} \ \left( \ \mathrm { Programmable \ ROM } \ \right) \ \)は，データ削除・書き込みが可能な\( \ \mathrm {ROM} \ \)で，紫外線を使って書き換えができる\( \ \mathrm {EPROM}\ \left( \ \mathrm {Erasable \ Programmable \ ROM} \ \right) \ \)と電気信号を使って書き換えができる\( \ \mathrm {EEPROM}\ \left( \ \mathrm { Electrically \ Erasable \ and \ Programmable \ ROM } \ \right) \ \)があります。

3.固定磁気ディスク装置\( \ \left( \mathrm {HDD}\right) \ \)
パソコン等に搭載される記憶装置で，プラッタ（磁気ディスク）や磁気ヘッド等で構成されています。
大容量の記憶を比較的安価で実現することが可能ですが，回転しながら読み込むため近年主流の\( \ \mathrm {SSD} \ \)に比べ読み込みに時間がかかる，動作音がある，衝撃に弱い，寿命が短い，等の欠点があります。

4.固定磁気ディスク装置のアクセス時間
磁気ディスクにデータを読み書きするのに要する時間で，以下の３つの時間の合計となります。図と合わせて理解しておきましょう。

①シーク時間
磁気ヘッドがデータが存在する場所（トラック）に移動するまでに要する時間です。

②サーチ時間
磁気ディスクが回転し，必要なデータがある場所（セクタ）に移動するまでに要する時間です。平均サーチ時間はディスクが\( \ 0.5 \ \)回転するのに要する時間となります。

③データ転送時間
データを読み取るのにかかる時間です。データの量により長さが変わります。

【解答】

(1)解答：ヌ
題意より，解答候補は（イ）バイポーラ形スタティック\( \ \mathrm {RAM} \ \)，（ニ）\( \ \mathrm {MOS} \ \)形スタティック\( \ \mathrm {RAM} \ \)，（ヌ）\( \ \mathrm {MOS} \ \)形ダイナミック\( \ \mathrm {RAM} \ \)，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，コンデンサの漏れ電流を伴い情報が消失するため，リフレッシュが必要となるのは\( \ \mathrm {MOS} \ \)形ダイナミック\( \ \mathrm {RAM} \ \)となります。

(2)解答：ハ
題意より，解答候補は（ロ）\( \ \mathrm {UV-EPROM} \ \)，（ハ）\( \ \mathrm {EEPROM} \ \)，（ホ）マスク\( \ \mathrm {ROM} \ \)，になると思います。
ワンポイント解説「2.\( \ \mathrm {ROM} \ \)の種類とそれぞれの特徴」の通り，読み取り専用の不揮発性の記憶素子で，製造後にも使用者がデータを電気的に書き込みができ，また，電気的に消去ができるのは\( \ \mathrm {EEPROM} \ \)となります。

(3)解答：チ
題意より，解答候補は（チ）アクセス時間，（ヲ）アイドル時間，（カ）レコード時間，になると思います。
ワンポイント解説「4.固定磁気ディスク装置のアクセス時間」の通り，中央処理装置\( \ \left( \mathrm {CPU}\right) \ \)が記憶装置に対してデータの読み取り・書き込みを指令しアドレスの選択を行い，読み取り・書き込み動作の後のデータ転送が終了するまでの時間をアクセス時間といいます。

(4)解答：ル
題意より，解答候補は（ヘ）多重アクセス方式，（ト）シーケンシャルアクセス方式，（ル）ランダムアクセス方式，になると思います。
レコードの並び順に沿ってデータを書き込み，読み込みするシーケンシャルアクセス方式に対し，電子計算機の記憶装置に採用されるアドレスを指定してデータを書き込み・読み取りする方式をランダムアクセス方式といいます。

(5)解答：ワ
題意より，解答候補は（リ）磁界変調記録，（ワ）光変調記録，（ヨ）電界変調記録，になると思います。
光磁気ディスク\( \ \left( \mathrm {MO}\right) \ \)への記録方式の一つで，一定方向に磁化された磁性薄膜に対して，一定の磁界をかけながらレーザ光の照射により情報ビットを記録する方式を光変調記録といいます。光磁気ディスク\( \ \left( \mathrm {MO}\right) \ \)は\( \ 2 \ 000 \ \)年代に普及した記憶装置ですが，現在はフラッシュメモリが圧倒的に普及しているため，電験での再出題の可能性は低いと考えられます。