テクノロジ系コンピュータ構成要素出題頻度 ★★

記憶装置(HDD・SSD)

データを長期間しまっておく補助記憶装置を、レコードプレーヤーとUSBメモリの例えで図解。HDDとSSDの仕組みと長所・短所、光ディスクやSDカードの容量、デフラグ、容量の単位計算まで、比較問題に迷わなくなります。

この単元の用語:補助記憶装置 / HDD / SSD / フラッシュメモリ / 光ディスク / Blu-ray / デフラグ / 断片化

パソコンを選ぶとき「SSD搭載」がおすすめって言われたんですけど、HDDと何が違うんですか?

HDDはレコードプレーヤーみたいに円盤を回して読む装置、SSDは大きなUSBメモリみたいな装置なんだ。仕組みが違うから、得意・不得意も違うよ。

補助記憶装置とは

メインメモリは電源を切ると内容が消えてしまいます。そこで、プログラムや写真・文書などを 電源を切っても残しておく ために使うのが 補助記憶装置(ストレージ)です。メモリとキャッシュの単元で出てきた「本棚」にあたります。

代表的なものが HDD と SSD です。

HDD:円盤を回して磁気で記録する

HDD(Hard Disk Drive:ハードディスク)は、磁性体を塗った円盤(プラッタ)を高速で回転させ、磁気ヘッド でデータを読み書きします。

① プラッタ(円盤)が高速で回転 ② アームが目的の位置へ移動 ③ 磁気ヘッドが読み書き 動く部品があるので衝撃に弱い
HDDはレコードプレーヤーに似た構造。ヘッドの移動と円盤の回転を待つ時間がかかる

HDDは、目的の場所までヘッドを動かし、円盤が回ってくるのを待つ必要があるため、SSDに比べて読み書きが遅くなります。その代わり、容量あたりの価格が安く、大容量 にしやすいのが強みです。

断片化とデフラグ

ファイルの保存・削除を繰り返すと、1つのファイルがディスク上のあちこちに ばらばらに記録 されるようになります。これを 断片化(フラグメンテーション)といいます。断片化が進むとヘッドがあちこち動き回るため、読み書きが遅くなります。

ばらばらのデータを連続した場所に並べ直す操作が デフラグ です。本棚でいえば、シリーズ物の本を1か所にまとめ直す作業にあたります。

SSD:フラッシュメモリで記録する

SSD(Solid State Drive)は、フラッシュメモリ という不揮発性の半導体メモリにデータを記録します。回転する円盤や動くヘッドがありません。

HDDSSD
記録方式磁気ディスクを回転フラッシュメモリ(半導体)
読み書きの速さ比較的遅い高速
衝撃弱い(動く部品がある)強い
音・消費電力回転音がある・やや多い静か・少ない
容量あたりの価格安い高い
注意点断片化で遅くなる書換え回数に上限がある

SSDは不揮発性なので 電源を切ってもデータは消えません。「SSDは電源を切るとデータが消える」という選択肢はひっかけです(消えるのはメインメモリのDRAM)。

そのほかの記憶媒体

USBメモリ や SDカード もフラッシュメモリを使った記憶媒体で、持ち運びに便利です。SDカードはデジタルカメラやスマートフォンで使われ、小型の microSDカード もあります。

光を使って読み書きするのが 光ディスク です。片面1層の容量は次のとおりです。

CD 約700MB DVD 約4.7GB Blu-ray 約25GB (いずれも片面1層。棒の長さは容量に比例)
CD → DVD → Blu-ray Disc の順に容量が大きくなる。読み取りに使うレーザーの波長が短いほど細かく記録できる
媒体方式特徴
HDD磁気大容量で安い。パソコンやサーバ、録画機器
SSDフラッシュメモリ高速・衝撃に強い。ノートパソコンに多い
USBメモリ・SDカードフラッシュメモリ小型で持ち運びやすい
CD・DVD・Blu-ray光配布用・保存用。Blu-rayが最も大容量

容量の単位と計算

記憶容量は バイト(B) で表し、大きくなると次のような単位を使います。

単位読み方大きさの目安
KBキロバイト1,000B
MBメガバイト1,000KB
GBギガバイト1,000MB
TBテラバイト1,000GB

(コンピュータの内部では 1,024倍ずつとして扱う場面もありますが、試験の計算では問題文の指示に従います。)

1枚5MBの写真を、512GBのSSDに何枚保存できる?(1GB=1,000MB とする)

512GB = 512 × 1,000MB = 512,000MB

512,000MB ÷ 5MB = 102,400枚

単位をそろえてから割ればいいんですね。

そう。GBとMBが混ざっていたら、まず小さいほうの単位にそろえる。これだけで計算ミスがぐっと減るよ。

試験に出るポイント

  • 補助記憶装置は 電源を切ってもデータが残る(不揮発性)
  • HDD:磁気ディスクを回転させて読み書き。大容量・安価だが衝撃に弱い。断片化はデフラグ で解消
  • SSD:フラッシュメモリ を使用。高速・静音・省電力・衝撃に強いが、容量あたり高価で書換え回数に上限
  • 光ディスクの容量(片面1層):CD 約700MB < DVD 約4.7GB < Blu-ray 約25GB
  • 容量計算は 単位をそろえてから 割る

確認クイズ

選択肢をタップすると、すぐに正解と解説が表示されます。

Q1HDDと比較したSSDの特徴として、適切なものはどれか。

Q2片面1層のBlu-ray Discの記憶容量として、最も近いものはどれか。

Q31枚4MBの写真を、容量256GBのSDカードに保存する。1GB=1,000MBとすると、最大で何枚保存できるか。

Q4HDDで、ファイルが離れた場所にばらばらに記録された状態を解消し、読み書きの速度低下を改善する操作はどれか。