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パソコン基礎知識 ハード編 (その四) 外部記憶装置 HDD、ATA-RAID、DVD

■HDD (ハードディスク)

  ・何枚かの円盤が高速で回転している装置である。
    磁気ヘッドが円盤面すれすれに浮いて、データを書き込んだり、読み出した
    りしている。記憶装置の王様的存在。
    ヘッドクラッシュとは、その浮いているヘッドが円盤面に接触して、一瞬で
    回転による傷をつけてしまうことを言う。
    二度と HDD が使える可能性はない。

  ・システム開発などしていると、ファイルクローズがアベンドして、ファイル
    管理情報が壊れることがある。FAT、FAT32、NTFS など種類はあるが、アロ
    ケーションテーブルの問題なら、スキャンディスクで回復できる。
    但し、アロケーション異常を起こしているファイルそのものは、中途半端に
    復元できるのが常である。私はいつも異常ファイルはすっぱり捨てている。
    (ファイルアロケーションエラー)

  ・最近の HDD は出荷時に物理フォーマットや論理フォーマットされているも
    のが多い。物理フォーマットとは、磁気面にギャップなどのシークマークを
    付けるものである。
    容量が大きくなると物理フォーマットに必要な時間も半端ではなくなる。
    尚、物理フォーマット時に不良セクタの代替処理と言うのが行える。
    通常、いくつかの磁気不良があり、その場所へのアクセスは予備の磁気面よ
    り行うようになる。
    論理フォーマットとは、物理フォーマットの上にトラックやセクタと言う番
    地を割り振ることである。ソフト的にアドレスをふるのでソフトセクタ方式
    などと呼ばれる。
    論理フォーマットとあわせて、OS 固有のファイルアロケーションテーブル
    が一般に作成される。
    これが、FAT、FAT32、NTFS などと称されるものである。
    削除したファイルの復活ユーティリティなどは、このアロケーションテーブ
    ルを修復している。従って、削除した直後に同一空間に別のファイルを書い
    てしまうと、復旧の可能性はゼロに限りなく近くなる。
    クイックフォーマットと呼ばれるものは、このファイルアロケーションテー
    ブル(FAT) のみをクリアしている。

  ・最小ファイルアロケーションサイズ(アロケーションユニット) は、OS や
    FAT により違う。アロケーションユニット数には限界があるので、大容量の
    記憶装置になればなるほど、最小ファイルアロケーションサイズは大きくな
    る。FAT32 や NTFS では、かなり大規模な容量でも 2KB 以下に抑えられて
    いる。アロケーションサイズが 2KB と言う意味は、1 byte のファイルを作
    ってもディスク容量としては、2KB 消費されると言うことである。
    2.1KB のファイルなら、4KB 消費される。
    お使いのドライブのアロケーションサイズについては、FAT の種類とドライ
    ブ容量で計算して求めて下さい。
    簡単な方法としては、DOS プロンプトで目的のドライブに切り替え dir を
    実行。そのときの空き容量をメモ。
    続いて、1 バイトのテキストファイルを作成。同じく dir を実行。
    そして、メモした空き容量から現在の空き容量を差し引くと、アロケーショ
    ンサイズがわかります。

  ・HDD には、ブートセクタを設けられる。
    BIOS の項で説明したようにこのブートセクタに IPL プログラムが置かれる。
    IPL プログラムは実に単純なコードで、別のセクタにある OS ローダプログ
    ラムをメモリに転送し、そこに実行ポイントを位置付ける。
    すると CPU は、OS ローダプログラムを実行して、OS をロードするに必要
    な各種初期化を行って OS をロード、制御を OS に渡す。
    Pentium は起動時、8086 互換モードで動作している。Windows に制御を渡
    すためには、プロテクトモードへの移行や仮想マシンの作成など、マルチタ
    スク OS ならではの複雑な処理をしている。

  ・HDD には、IDE タイプと SCSI タイプがある。
    それぞれ接続方法が異なる。SCSI ホストアダプタはオプションのパソコン
    が多い。一般的に SCSI HDD の方が高回転でシーク時間は短い。
    また、RAID5 など、3 本以上の HDD をひとつの HDD のように扱う仕組みも
    ある。サーバマシンでは現在、RAID5 が主流である。
    RAID5 の場合、ひとつのデータをそれぞれの HDD に分けて書き込む。
    従って、シーク分散がなされるので非常に高速である。
    更に HDD の 1 ユニットが壊れても他のユニットのデータで元のデータを復
    元できる。故障時に非常に強く、ノンストップで稼働できる。
    (もちろん、故障した HDD ユニットを交換するときは停止しなくてはならな
    いが。) Windows2000 では、クラスタ構成もサポートされたと聞く。
    クラスタならば、1 サーバがダウンしても運用が継続できる。

  ・最近は、ATA RAID と言うのがある。RAID0、RAID1、RAID0_1 に対応してい
    る。SCSI は流行らなくなってしまったので、これが高速で良い。
    尚、ATA RAID は、ATA HDD を使うが RAID カードそのものは SCSI 接続で
    ある。(SCSI ブートをキャンセルすると起動しなくなるので注意。)
    RAID0 は 2 台の HDD をストライピングとして使用して、単純に 2 倍速に
    なる。RAID1 はミラーなので、速度的な恩恵はない。
    RAID0_1 は、4 台の HDD を使用して、2 台をストライピング、残りをその
    ミラーに使用する。RAID0_1 にするなら、RAID5 にしたい。
    ただ、Windows2000 のインストールは最初に RAID ドライバを指定する必要
    がある。ミスると RAID がおかしくなってしまった。
    また、ストライピングが壊れると一瞬にして、全領域が無効になる。
    RAID0 はバックアップをまめにした方が安全である。
    速度は Ultra wide SCSI HDD の高速版よりも 2.5 倍〜 3.5 倍速い。
    通常、HDD は別のドライブ間とのコピーはシーク分散されて高速である。
    (これに対して 2.5 倍速。) しかし、同一ドライブ間のコピーはシークが
    つらく 2 倍以上時間がかかる。(これに対して 3.5 倍速。)
    ATA RAID0 は、どこに対しても均一なアクセス速度となる。
    ファイルコピー速度は、細かなファイルで 5MB / 秒、大きめのファイルで
    8MB / 秒である。巨大ファイルであれば 10MB / 秒ぐらいになる。
    つまり、1GB のファイルを 2 分〜 3 分でコピーする。
    尚、Windows2000 のファイル圧縮ドライブでは 20% 速度が低下した。
    更にウィルスチェックの常駐でも 20% 速度が低下する。

  ・長く HDD を使用していると FAT 構造上、ファイルが連続領域でなくなる
    断片化と言う問題が発生する。
    断片化が多くなると、HDD アクセススピードが低下する。
    デフラグユーテリイティで、ファイルの最適化が行える。
    デフラグは分断化されたファイルが多いと恐ろしく時間がかかる。
    通常、3 ヶ月に一度ぐらいやると良い。

  ・FAT32 は、4GB までのファイルしか作れない。
    いざと言うとき FPD 起動で FAT32 は見れるので便利と思ったが、たちまち、
    4GB の制限がうっとしくなってしまい、Windows2000 は NTFS にした。
    従って、Windows9x とのデュアルブートは使えない。
    また、FPD ブートで NTFS も見れない。
    トラブル時は、初期インストール後にフルバックアップを戻すことにした。
    尚、FAT32 から NTFS への変換はファイルを失わずに行えるが、逆は単純
    フォーマットでクリアとなる。
    その他に HDD のパーテーションを切り直したり、RAID を再設定しても、
    一瞬で HDD はクリアされたと同じになる。

  ・NTFS では、FAT 異常が非常に起こりにくい。
    破壊クラスタなど、NTFS にしてから一度も発生していない。

  ・ノート用の HDD も最近は、かなり高速になっている。
    通常の運用ではデスクトップとそれほど差を感じない。
    しかし、HDD の高負荷ソフトを使用すると、かなり遅く感じる。
    例えば、デフラグやフルウィルスチェックを実行すると、一生かかるのでは
    ないかと不安になる。(^^;
    メイン機が高速 ATA-RAID なので、余計に落差が激しい。

■FPD (フロッピーディスク)

  ・パソコンにとって基本中の基本の装置であったが、最近、使ったことがない。
    何種類かの記憶密度フォーマットをサポートしている。
    通常は、1.44MB フォーマットである。(3.5 FD フォーマット)
    2HD と標記されたメディアならば、初期フォーマットがどのようなものでも
    1.44MB フォーマットに再初期化できる。

  ・8 インチFD、5 インチFD は廃れて、今は 3.5 FD しか見たことない。

■CD-ROM、CD-R、CD-RW

  ・最近のパソコンは、CD-ROM からもブートできる。
    CD-ROM は、読むだけで書き込むことはできない。
    CD-R は、一度だけ書き込むことができる。
    CD-RW は、再書き込みが可能であるが、古いタイプの CD-ROM 装置では、
    読めない場合もある。なかなかシビアなメディアと思う。
    読み込みは CD-R、CD-RW とも普通の CD-ROM 装置で可能であるが、ファイ
    ル属性がリードオンリーになってしまう。
    また、書き込みは専用ソフトで行うのが常である。
    MO の感覚とは多いに異なる。更に書き込み時間やシークも MO に劣る。
    しかし、相手方に専用ドライブがいらないと言うメリットは大きい。
    嫌いだった私も活用しだした。

  ・WindowsXP では、CD-RW に標準で書き込める。
    最近の PC の標準搭載は、CD-RW/DVD-VIDEO 対応のものが多い。
    このタイプに DVD-RW をセットも読めないのが普通みたいである。
    (VAIO と ダイナブックでテストした。)
    DVD-VIDEO は正常にアクセスできるので、DVD-RW のリードに対応して
    いないようである。尚、DVD-R の読み込みは正常にできた。
    と思っていたら同じ東芝のノートでも DVD-RW のリードが正常に行える機種
    を発見した。どうやら搭載 CD-RW/DVD-VIDEO ドライブによって、DVD-RW が
    読める、読めないがあるようである。
    尚、CD-R や RW に 700MB メディアができている。

■MO

  ・3.5 インチフロッピディスクと同じ大きさに現在は、約 1.3GB 書ける。
    バックアップメディアとして私が一番好むのはこれ。
    220MB、640MB メディアも存在する。
    HDD の速度とは比べようもないが、そこそこ速い。
    ただ、CD-R や CD-RW メディアと比較するとメディアコストは高い。
    最近、オーバライトタイプを試してみた。しかし、値段の割りに 1.5 倍速
    にしかならない。これなら通常の安いタイプで良いと思う。

  ・現在は SCSI MO は入手困難である。IDE MO ですら難しい。
    時代は CD-RW、DVD-RW のよう。

  ・USB MO は USB1.1 ではかなり遅く感じる。
    USB2.0 での接続なら問題ないかも。(USB2.0 では未検証)
    また、USB MO は NTFS でのフォーマットができない?
    WindowsXP + USB MO の組み合わせでは FAT32 までしか指定できなかった。
    但し、NTFS フォーマット済みのメディアへの読み書きは可能である。
    Windows2000 + IDE MO の組み合わせでは NTFS フォーマット指定が可能。
    (と思っていたら、いつのまにか XP でも NTFS フォーマットが行えるよう
    になっていた。何か設定があったのかもしれないが心当たりがない。(^^;
    書き込みキャッシュ ON 指定していないと NTFS フォーマットが指定出来
    ないとの情報もあるが、私の場合はこれは最初に設定していた。)

  ・P2-412MHz の PC は、MO にバックアップしていたのですが、P4-2GHz は、
    ソフトも最新にしたため、OS とソフト、データベース領域だけで、9GB を
    超えてしまい。何十枚の MO になるので DVD-RW にバックアップした。
    640MB MO で、1 枚 約 15 分(ノーマルタイプ)、1 時間で 2.5GB のバック
    アップ時間となる。

  ・現在、IDE(ATA?) タイプの MO を使用しているが、DVD-RW のドライブが
    壊れて別のメーカのものにしたら、DVD-RW ライト後に MO が認識できなく
    なる不具合が発生している。
    DVD-RW ライトのソフトも前のドライブと違うので、ハードなのかソフト
    なのかわからないが、DVD-RW ライト後は、PC をリブートしないと MO が
    正常に使用できない。(マスター、スレーブの設定は間違っていない。)
    DVD-RW リードと MO のリードライトは、まったく問題ない。
    DVD-RW ライトのソフトが悪さをしている気がするのだが...

■DVD-ROM、DVD-RW、DVD-RAM

  ・比較的新しい装置とメディアで、記憶容量が凄い。
    ただ、最近の HDD は、20GB 〜 100GB と、とんでもない容量なので、それ
    に比較すると色あせてしまう。
    DVD-ROM は、読むだけで、最近、映画のビデオに変わるメディアとして
    DVD-VIDEO 形式で使われている。
    DVD-R は、一度だけ書き込むことができる。
    DVD-RW は、再書き込みができる。
    DVD-R、DVD-RW の書き込みは専用ソフトを用いるのが常である。
    専用ソフトの HDD バックアップモードは Windows2000 ではうまく動作しな
    い。(私の環境固有の問題かもしれない。)
    仕方なく、HDD にバックアップを 4GB 程度に区分けして作成し、DVD-RW に
    書き込んでいる。4.7GB DVD-RW 1 枚 50 分の速度である。
    MO と違いメディアがもろなので、同じものを 2 枚バックアップしてる。
    CD-R、CD-RW と同様にフルに書き込まないとオーバヘッドが凄すぎる。
    また、ファイル属性がリートオンリーになってしまうのも同じである。
    シークには期待したが、やはり、MO には勝てない。
    DVD-RAM は、MO と同じ感覚で普通に書き込みできる。

  ・書き込みを強制終了した DVD-RW メディアが使えなくなった。
    フォーマットを探すが、もしや DVD-RW はフォーマットできない??
    消去も正常にできず、1 枚が無駄になった。

  ・DVD-R と DVD+R がある。メーカによって規格が違うらしい。(^^;
    現在は DVD-R が主流とか... (-+ 両対応のドライブもある。)
    1 枚 100 円ほどの DVD-R メディアを試してみた。
    書き込み正常。ほとんどの DVD-ROM ドライブで読めた。

  ・DVD-R などの書き込み速度はメディアに情報がセットされているようである。
    1 倍速のメディアへの書き込みは 4 倍速対応のドライブでも 1 倍速になり、
    4 倍速のメディアをセットすると 4 倍速で書き込める。

  ・DVD-RW のメディアが 1 枚 1500円程度するので、最近 1 枚 250円のものを
    テスト的に使用している。
    ドライブとの相性が悪い場合もあるようだが、うちのドライブでは、現在
    問題は発生していない。
    とは言え、システムバックアップには、名の通ったメーカのメディアを使用
    している。
    DVD-RW は DVD-ROM ドライブで読める機種と読めない機種がある。

  ・DVD-RW ドライブを共有設定すると、DVD-RW ライトソフトが正常に動作しな
    くなるようである。たまたまの現象であったのかもしれないが、ライトの
    不具合が発生すれば、共有設定していないか確認してみると良い。
    また、ライト中に DVD-RW ドライブにアクセスするソフト、例えば、mpeg
    の InterVideo WinDVD 等を起動すると、一度、ドライブチェックをするよ
    うで、これもライトエラーの原因になる。
    つまりは、ライト中に DVD-RW ドライブにアクセスするプログラムを起動
    してはいけないと言うことらしい。

  ・DVD-RAM ドライブも兼ねる DVD-RW ドライブがある。
    私が見たのは専用の DVD-RAM ドライバーをインストールかるものだった。
    DVD-RAM のテストはしていないが、DVD-R と DVD-RW のテストをしたところ、
    安物の DVD-RW の書き込みにどうしても失敗する。1 倍速書き込みにしても
    同様で、これは単にメディアの相性の問題かもしれない。
    尚、DVD-R については安物にもバッチリ書き込みできた。

  ・DVD-R、DVD-RW 4.7GB の実際の書き込み容量は、次のとおりである。
    ファイル数やファイル名の長さによっては多少違うかもしれない。
    日本語ファイル名で 20 ファイル程度のテスト結果である。
    (×印の容量は書き込みできなかった実績値)

    4.37GB - DATA 形式
    4,706,165,114 bytes (×4,707,743,943)

    4.30GB - VIDEO 形式
    4,624,956,365 bytes (×4,629,833,833)

  ・DVD プレイヤー付きビデオ Panasonic VP30 で、DVD-VIDEO 形式に書き込ん
    だ DVD-RW が問題なく再生できた。DVD-R はもちろん問題なし。
    仕様的には DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM の再生対応となっていた。
    DVD-VIDEO 形式なら、+R、+RW も再生可能らしいが、うちの PC は全てマイ
    ナスなので -R、-RW しかテストできていない。
    さすがにデータ形式で生の MPEG を焼いたものは再生できない。
    音楽CD についても通常の CD の他にマルチセッションのもの、MP3 のもの
    が再生できるらしい。MP3 はフォーマットの指定がなにやらある。
    とりあえず、MP3 ファイルを PC でデータ用として使っている CD-R 700MB
    に音楽モードで書き込んでみた。結果は、PC も VP30 も正常に再生可能で
    あった。なんてよく出来ているんだろう〜。
    音楽用CD というのもあるので、データ用では再生できないプレイヤがある
    のかもしれない。
    CD-RW は試していないが、この分だとたぶん大丈夫と思う。
    この VP30 は S-VHS ではないが S-VHS の再生はできる。(簡易再生とやら)
    過去のテープのほとんどが S-VHS なのでありがたい。
    ところで、いつ 5 倍録画モードなんて出来たの? (笑い)
    前に買った S-VHS 機は 3 倍録画モードまでしかなかった。
    う〜ん、最近、家電にうといな。(^◇^;)

■POCKET BIT

  ・フラッシュメモリ搭載で 64MB の容量がある。(最近、128MB 版もある)
    PC との接続は、USB に差し込むだけである。
    なんともコンバクトでかわいらしいやつだ。(笑い)
    WindowsMe、2000、XP では標準で使用できる。

  ・HDD と同様にフォーマットも行え、ボリュームラベルも変更できる。
    但し、FAT32 と FAT のフォーマットのみサポートのようで、NTFS での
    フォーマットはできない。
    NTFS での圧縮機能を使おうと思ったのだが、これはあきらめるしかない。

■その他

  ・過去、様々な外部記憶装置が登場したが、なかなか生き残りは厳しい。

■パソコン基礎知識 ハード編資料
■パソコン基礎知識 画像編資料
■パソコン基礎知識 C 言語編資料
■パソコン基礎知識 Windows 編資料
■コンピュータシステム導入編資料
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