基本情報技術者試験まとめ

基本情報技術者試験に出題される内容をまとめました。

主記憶とキャッシュメモリ

<記憶装置>

主記憶(メインメモリ)

 直接CPUとデータのやり取りができる高速な記憶装置

 

補助記憶

 やり取りは遅いが、たくさん保存出来る。

 

 

<主記憶の種類>

RAM (Random Access Memory)

  コンピューターの電源を切った時に保存していたデータが消える揮発性メモリである。

ROM (Read Only Memory)

 コンピューターの電源を切ってもデータが消えない不揮発性メモリである。

 

  RAMとROMのどちらも半導体でできているので、半導体メモリとも呼ばれる。

 

 

<RAMの種類>

DRAM

・種類:コンデンサ

・価格:安い

・速度:低速

・容量:多い

・リフレッシュ:必要

・用途:主記憶

 

SRAM

・回路:フリップフロップ

・価格:高い

・速度:高速

・容量:少ない

・リフレッシュ:不要

・用途:キャッシュメモリ

 

リフレッシュ

 DRAMのデータが失われないように電荷を補充すること。

 

 

キャッシュメモリ

 主記憶として使われるDRAMは、読み書き速度はCPUと比べると遅いため、その差を埋めるためにCPUと主記憶の間に高速なSRAMを介在させる。これをキャッシュメモリと言う。

 キャッシュメモリを複数使うことで、より高速化することができる。CPUがアクセスする順番に、1次キャッシュメモリ、2次キャッシュメモリと言う。

 

 

<実行アクセス時間

実行アクセス時間

 キャッシュメモリを使った場合の平均的なデータへのアクセス時間

 

ヒット率

 目的のデータがキャッシュメモリに保存されている確率

 

実行アクセス時間

キャッシュメモリアクセス時間×ヒット率+主記憶のアクセス時間×(1-ヒット率)

 

<主記憶への書き込み>

 CPUがキャッシュメモリを使って主記憶にデータを書き込む方法には、以下の2つがある。

ライトスルー方式

 データを書き込む時に、キャッシュメモリと主記憶の両方に同時に同じ内容を書き込む。書き込みは遅いが、読み出しは速くなる。

 

ライトバック方式

 通常はキャッシュメモリにだけ書き込み、キャッシュメモリが溢れて上書きされるデータが発生した時に、そのデータを追い出し、主記憶に書き込んで更新内容を反映する。書き込みは速いが、読み出しは遅くなる。

 

ディスクキャッシュ

 ハードディスクと主記憶の間に配置して、アクセス時間の差を補い、処理を高速化するための装置

 

 

メモリインタリープ

 主記憶を複数のバンクと呼ばれる領域に分けて、連続するアドレスを割り振り、同時並行でアクセスできるようにする高速化技術

 

 

<ROMの種類>

●マスクROM

 製造時に書き込んだ後は、データの書き込みも消去もできない。出荷後のプログラムの不正な書き換えを防ぐ。

 

●EPROM

 後からデータの書き消しが可能。紫外線を使ってデータを消去できる。

 

●EEPROM

 後からデータの書き消しが可能。電圧をかけてデータを消去できる。フラッシュメモリはEEPROMの一種