メモリ階層とキャッシュ

イントロ

計算や記法の入口をつくる

基本情報技術者試験で扱う「メモリ階層とキャッシュ」を、IT知識なしでも意味と使いどころから学べるように整理します。まず目的をつかみ、似た言葉や条件の違いを短く見分けます。

定義

教科書では: 「メモリ階層とキャッシュ」は、RAM、ROM、DRAMなどを手がかりに、基本情報技術者試験で何を見分けるかを整理するテーマです。
言いかえると: はじめて学ぶときは、まず「何のための言葉か」「何と混同しやすいか」を分けます。ここではメモリ階層とキャッシュの定義、代表用語、基本的な読み方、簡単な適用判断を扱い、高度な実装、詳細な規格差、長い計算問題、特定製品の操作手順へ広げすぎません。そのうえで、RAMを単語として覚えるだけでなく、ROMとの違いを短く言える状態を目指します。

公式

計算・記法を、問題文の条件に当てはめて読む。

実効アクセス時間

EAT=H×Tc+(1-H)×Tm

キャッシュに当たる割合と外れたときの主記憶時間を合わせて平均時間を見ます。

使うときのコツ

ヒット率が少し下がるだけで平均時間が悪化します。

解くコツ

速いほど高価で小容量、遅いほど大容量という階層を見る。単位、条件、対象範囲をそろえてから式や記法を使います。

例

場面: ヒット率とアクセス時間から実効アクセス時間を求める例
順に考えると: まずRAMが何を表すかを確認します。次にROMとの違いを、問題文の対象・条件・順序から分けます。ここでは速いほど高価で小容量、遅いほど大容量という階層を見る。
ここが結論: この例では、速いほど高価で小容量、遅いほど大容量という階層を見ることが要点です。答えを選ぶときは、メモリ容量だけを見て、速度や揮発性の違いを見ないという読み違いを避けます。

注意

確認

Q1

メモリ階層とキャッシュを問題で読むとき、最も適切な見方はどれですか。

まとめ