ハードディスクの構造と記録方法

ハードディスクのディスク構造と記録方法

セクタとトラック

内蔵されるプラッタ(金属製のディスク)をドーナツ状の輪切り、年輪の1年分相当にあたる狭い幅の1周分に相当するのがトラック、そのトラックを扇状に分割したものがセクタ

同心円状のトラックを複数まとめたものがシリンダ

ハードディスクの記憶容量

セクタ、トラック、シリンダの関係を基にして、ハードディスクの記憶容量を算出できる

シリンダ数 1,500
1シリンダあたりのトラック数 20
1トラックあたりのセクタ数 40
1セクタあたりのバイト数 512
  • 1トラックあたりの容量:512バイト×40個=20,480バイト
  • 1シリンダあたりの容量:20,480バイト×20個=409,600バイト
  • 総容量:409,600バイト×1,500個=614,400,000バイト(約614MB)

ファイルはクラスタ単位で記録する

クラスタ:複数のセクタを1ブロックとみなした単位でファイルは保管される

データへのアクセスにかかる時間

  1. シーク(位置決め)
  2. サーチ(回転待ち)
  3. データ転送

この順番でデータを書き込むので…

シーク時間+サーチ時間+データ転送時間=アクセス時間

回転速度 5,000回転/分
平均シーク時間 20ミリ秒
1トラックあたりの記憶容量 15,000バイト

平均シーク時間・平均サーチ時間は平均値を使う。平均値は1/2回転。

1分÷5,000回転=12ミリ秒 →その半分の6ミリ秒が平均サーチ時間

データ転送時間=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ぐるりと1回転する時間と同じ

15,000バイト÷12ミリ秒=1,250バイト/ミリ秒

5,000バイト÷1,250バイト=4ミリ秒

平均シーク時間:20ミリ秒+平均サーチ時間:6ミリ秒+データ転送時間:4ミリ秒=30ミリ秒

フラグメンテーション

  • フラグメンテーション:ファイルがあちこちに断片化してしまっている状態
  • デフラグメンテーション:フラグメンテーションを解消するために行う作業

RAID

RAID:複数のハードディスクを組み合わせることで、ハードディスクの速度や信頼性を向上させる

代表的なRAIDの種類

RAID0

ひとつのデータを2代以上のディスクに分散させて書き込む

RAID1

2代以上のディスクに対して常に同じデータを書き込む

RAID5

3代以上のディスクを使って、データと同時にパリティと呼ばれる誤り訂正符号も分散させて書き込む

他の補助記憶装置

光メディア

光ディスク装置「レーザー光線によってデータの読み書きを行う」

CD(Compact Disc) レーザー光線を照射して記録する記憶媒体
CD-ROM 読み込み専用となる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買い替え可能型CD
DVD CDよりも波長の短い赤色レーザーで記録するため、ピットの高密度化が可能となって、より大容量を実現している
DVD-ROM 再生専用型のDVDです
DVD-R 追記型のDVDです
DVD-RW 書き換え可能型のDVDです
DVD-RAM 書き換え可能型のDVDです

光磁気ディスク(MO)

「レーザー光線と磁気によってデータの読み書きを行う」のが光磁気ディスク装置

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」カセット性の記憶媒体。ブロックごとにスタート、ストップすることをせず、連続してデータの読み書きを行うものをストリーマーと呼ぶ

フラッシュメモリ

EEPROMの一種を補助記憶媒体に転用したもの。

SSD

フラッシュメモリを記憶媒体として内蔵する装置で。機械的な駆動部分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。ただし、書き込み回数に上限があり、かつハードディスクに比べてビット当たりの単価も高い。

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