主記憶と補助記憶

# 主記憶装置と補助記憶装置

#### 1. 主記憶装置

〇コンピュータのメモリ（記憶装置）の階層構成

１．ＣＰＵのレジスタ－－－－－－－－－ＳＲＡＭ

２．キャッシュメモリ（バッファメモリ）－－ＳＲＡＭ

３．メインメモリ（主記憶装置）－－－－ＤＲＡＭ

４．磁気ディスク装置－－－－－－－磁気記憶装置

５．その他大容量補助記憶装置

#### ２．メモリの保護

〇メインメモリ内のデータは簡単には消失しないが、たとえば宇宙からの電子線などがＤＲＡＭを通過し、その時に異常な電流を生成して、ＤＲＡＭの記憶データが破壊される場合がある。

〇デジタルデータは1ビットの誤りが大きな影響を及ぼす場合がある。

１．データのＭＳＢの反転

２．プログラムが1ビット変化するだけで、加算命令が減算命令になることもありえる。

また、プログラムが1ビット変化するだけで、命令が意味不明となり、プログラムがそこで中断する可能性もある。

〇パリティビットの付加：2進数データに対してその中に含まれる１または０の個数を偶数か奇数にするビット（パリティビット）を付加する。

－→データの1ビットの誤りを検出できる。しかし、訂正はできない（もとのデータにはもどせない。）

８ビットのデータ

パリティビット Parity発生回路
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Parity
１ ０ １ １ ０ ０ ０ １ ０
０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
０ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １

表１　８ビット偶数パリティの例とパリティ発生回路

〇誤り訂正コード（Ｅｒｒｏｒ Correcting Code）

〇データの誤り／訂正ができるように本来のデータに冗長なデータを付加する。

〇多数の誤り訂正コードが開発／研究されている。

１．ハミングコード

２．リード・ソロモンコード

３．畳み込み符号（コンボリューションコード）

#### ３．仮想記憶

〇詳しくはオペーレーティングシステムで学ぶ

〇仮想記憶は結構大変なシステム

〇プログラムの一部をハードディスクに退避したり、ハードディスクから戻すのはＯＳの仕事。。。。

〇上記のように、ページと呼ばれるサイズでデータをやり取りする。

〇ここで、最大の問題はＰＡＧＥ-CはＰＡＧＥ－Ａの部分に入るとすると、同じアドレスに異なるプログラムが入ることになる。

〇実際のメインメモリ上の場所を示すアドレスを時間とともに変える必要があり、アドレス変換という作業が必要となる。

プログラムは主記憶の実場所に関係ない、仮想アドレスを使うが、実際には主記憶のアドレスに変換して主記憶をアクセスする必要がある。

〇主記憶上のページを入れ替える時には、最も使われていないページを置き換えるべきであり、ＬＲＵ（Least
Recentry Used）というアルゴリズムを用いる。

#### ４．補助記憶装置

磁気ディスク装置

フロッピーディスク装置（小容量で使わない、Ｆｌａｓｈメモリカード、ネットワーク転送が主流）

磁気テープ装置（小型化されているし、ＤＶＤが主流に）

ＣＤ－ＲＯＭ

ＤＶＤ

〇ディスクキャッシュ

〇ＲＡＩＤ　(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)

宿題５　学籍番号　名前　日付　を書いて　提出すること。

１）P88-89のP102-105練習問題

２）P106の練習問題の以下のもの

１５から２８まで