ちゃんなるぶろぐ

社会人1年生が、日々の学びをアウトプット〜読書・遊び・プログラミング〜

5分でわかる『若手ITエンジニア 最強の指南書』〜コンピュータ基礎〜

読み終えるまで約5分

どうも、ちゃんなるです。

今回紹介するのはこの本

『若手ITエンジニア 最強の指南書』

この本から得られるもの

ITエンジニアが身につけるべき教養の基礎について

  • テクノロジー
    • コンピュータ、ストレージ、データベース、ネットワーク、プログラミング言語、OSに関する基礎知識
  • エンジニアリング
  • マネジメント
    • プロジェクトマネジメント、システム企画に関する基礎知識
  • ヒューマンスキル

今日のテーマ

コンピュータについて!

①コンピュータの構成要素

主に4つ

  1. プロセッサ:演算する装置
  2. メモリ:データの一時的な保存場所
  3. ストレージ:データの永続的な保存場所
  4. ネットワーク:コンピュータ同士を結びつけるもの

②プロセッサとは?

演算装置のことで、CPUやGPUを内包する概念です。

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第9世代Core i9プロセッサ
(出典は本稿最下部に記載)

コアと呼ぶ演算装置を1つ以上、メモリ(レジスタ、L1~L3キャッシュ)、入出力インタフェースの3つの要素で構成されます。 命令を1行ずつ実行します。各実行処理が高速であるほどコンピュータ全体の処理が高速になり、処理速度をクロック周波数(1秒間に0/1の電気信号を切り替える数。単位はGHz。1GHzは10億回/秒の切り替えができることを意味。)と言います。 近年のプロセッサはマルチコアが多く、演算装置を複数持ち並列処理が可能なことを意味します。また、マルチプロセッサという概念もあり、例えばPCのカタログで2P/28Cのような表記があれば、これは2プロセッサ・28コアの意味です。

③メモリとは?

一時的にデータを保存する装置のことです。

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メモリのイメージ
(出典は本稿最下部に記載)

現在の主流はDRAMで、これは電源供給がなくなるとデータが消えるので、揮発性メモリと呼ばれます。HDD(ストレージ)に見られる磁気ディスクの回転や磁気ヘッドの移動がないので、高速なデータアクセスが可能です。

メモリの容量が不足すると、スワップが発生してシステム全体がスローダウンします。スワップとは、利用可能なメモリが少ない時に、使用されてないメモリ上のデータをHDDなどの記憶装置に一時的に追い出す動作のことです。

④ストレージとは?

永続的にデータを保存する装置のことです。

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HDDのイメージ
(出典は本稿最下部に記載)

HDDやSSDを指します。内蔵されている磁気ディスクの回転数が高いほど多くのデータを読み出せ、この回転数をrpm(rotation per minute)といいます。回転数は放熱や消費電力の関係で、ここ10年で頭打ちになりました。大量のデータが溢れる近年では、HDDがボトルネックとして強く強調されるようになりました。この問題への対策は(A)分散処理(RAIDと呼ばれる複数のリソースで並列処理する技術)、(B)単一リソースの強化(SSDに代表されるフラッシュストレージの導入)の2つがあります。

RAID(Redundant Array of Independent Disks)は、複数のHDDを並列化して性能や信頼性を向上させる技術のことです。信頼性と性能のレベルに応じた種類分けがされています(ここでは詳細は省くmm)。

レベル 構成 特徴
RAID0 ストライピング 信頼性が低く、商用では使わない
RAID1 ミラーリング 性能と容量効率は悪いが、信頼性が高い
RAID5 パリティ分散 HDD1本の障害にも耐え、読み込み性能も高い
RAID6 パリティ分散 RAID5と同じだが、より信頼性が高い
RAID10 ミラーリング+ストライピング 性能・信頼性共に高いが、高コストなため予算制約を要考慮

⑤ネットワークとは?

たくさんの要素が結びつき合い、連絡を保って網状になっている構成のことをいいます。

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多数の機器が接続されたネットワーク
(出典は本稿最下部に記載)

コンピュータ同士を結びつけるもの(LANやWAN、インターコネクトなど)や、コンピュータとストレージを結びつけるもの(SCSIファイバーチャネル)があります。 サーバと呼ばれるコンピュータはHDDやSSDを筐体内に保持してます(内蔵ストレージ)が、これは大容量化しにくく動的拡張も難しいのでOSなど限られたデータしか格納しません。数Tバイト以上のデータを扱うには、サーバの外部に専用ストレージを用意し、両者をネットワークで接続する構成を取ります。その方法はSANとNASの二つがあります。

  1. SAN(Storage Area Network):ストレージとサーバで物理的に独立したネットワークを作り、片方で業務LANやWAN、もう片方でデータ転送を行うこと。これにより、大容量のデータが転送中でもファイルサーバが関係しない他の通信が遅くならないメリットがあります。
  2. NAS(Network Attached Storage):サーバ間を接続するネットワークにストレージも参加させること。既存のネットワークに変更を加えることなくストレージを外部に設けられる手軽さがメリットです。

まとめ

コンピュータは下記の4つの要素で構成されています。

  1. プロセッサ:演算する装置
  2. メモリ:データの一時的な保存場所
  3. ストレージ:データの永続的な保存場所
  4. ネットワーク:コンピュータ同士を結びつけるもの

書籍情報

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価格:2,178円
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  • 【書籍名】若手ITエンジニア 最強の指南書
  • 【著者名】日経SYSTEMS
  • 【出版社】日経BP
  • 【出版日】2018年3月20日
  • 【ページ数】174ページ

参考情報

pc.watch.impress.co.jp

www.pro.logitec.co.jp

www.buffalo.jp

thinkit.co.jp