身近な電気の探検隊〜コンピューター

メインメモリーの項でも触れたように、現在のパソコンはメインメモリーとは別に、大容量の2次記憶装置を備えています。プログラムやデーターはここに格納されており、作業内容に応じて随時メインメモリーに読み出され、処理が終わると再び戻されます。CPUに直接接続されている主記憶装置を1次記憶装置とみなして2次記憶装置と呼ばれますが、補助記憶装置あるいは外部記憶装置とも呼ばれたりもします。

2次記憶装置としては、かつてはフレキシブルディスク（FD。フロッピーディスクとも呼ばれます）装置が広く利用されていました。FDに収められたプログラムやデーターをメインメモリに読み出し、処理や加工がされたデーターは、プログラムやデーターを収めたFDとは別のFDに格納されていたのです。フレキシブルディスクは小型で安価であり、記録媒体を簡単に交換できることから広く利用されてきましたが、記憶用量が1〜2Mバイトと小さく、またデーターの転送速度が遅いことから利用は少なくなってきています。

現行のパソコンにおいては、プログラムやデーターが収められ、処理に応じてそれらを書き出したり読み込んだりする2次記憶装置としては、ハードディスクドライブ（HDD）が広く利用されています。 CPUがパソコンの「頭脳」で、メインメモリーが「机の上」だとすると、HDDは「なんでも詰まっている大きな引き出し」と考えることもできます。

HDDは、アルミニウムやガラス基板上に磁気材料を塗布した円盤（プラッター）を複数枚、積層させた記録・再生のディスクシステムです。薄いプラスチック材を使用するフロッピーディスク（フロッピーとは「ぺらぺら」と言った意味です）に対し、基板にアルミニウムやガラスを使うことからハード（硬い）ディスクと呼ばれるのです。

HDDのしくみですが、各ディスクは高速に回転し、それぞれに対応する稼動アームの先端にある磁気ヘッドがデーターを高精度にトレースし、読み書きを実行します。プラッターの枚数は、１〜４枚程度。両面に磁気記録面がありますから、たとえば２枚のプラッターで構成されているHDDドライブは４面記録ということになります。

1枚のディスク面には、データーを記録する記録ビットが同心円状に並んでいます。同心円ビットの並びをトラックといい、各ディスク上の同じ位置にあるトラックを円筒状にまとめてシリンダといいます。トラックには、ディスクの外側から内側に番号が付けられています。また、トラックはセクターと呼ばれる一定の大きさに分割されています。 データーを読み出す場合、まず記録面と平行な方向にアクセスアームを動かして必要なトラックを選択し（シーク）、それからアームの先端に取り付けられているヘッドを動かして、データーの記録されているセクターの位置を探し出します（サーチ）。データーの読み出し（書き込み）に要するアクセス時間は、シーク時間＋サーチ時間＋データー転送時間となります。

HDDのサイズは、デスクトップパソコンやAV機器であるDVDレコーダーに搭載されている3.5インチ型、ノートパソコンで主流の2.5インチ型、デジタルミュージックプレーヤーに搭載されている1.8インチ型が代表的なサイズで、最近は携帯電話などへの組み込みを想定した１インチ型や0.85インチ型なども登場してきました。

HDDの特徴は、なんといっても大容量でありながら低価格であることです。１インチ型以下のサイズは今後フラッシュメモリーと競合すると考えられますが、2.5インチ型や3.5インチ型の“価格対容量比”や“価格対速度比”は他のメディアに比べて優位性をもっています。

HDDの性能は
(1) 記録容量
(2) シークタイム
　 （指定したデーターを探し出してからヘッドを移動させるまでにかかる時間）
(3) データー転送速度
　 （実際のデーターの読み書きにかかる時間）
などで決まります。

HDDは年率100％と言われるほど記録容量の増加は急ですが、ただ、これまでの単一磁性層で記録密度を高める方法では限界が見えてきているのも事実で、現在は深さ方向に記録する垂直磁気記録に期待が寄せられ、理論的には従来の方法の10倍程度、記録容量を高めると考えられています。

HDDはこのように、これからも記録容量が増えていくのは間違いありませんが、その一方でHDDは、高速で回転する（現行のプラッターの回転速度は一般的に3.5インチ型で5400〜7200回転／秒、2.5インチ型では4200回転／秒）ディスク面からほんのわずかに浮いたヘッドで記録・再生しているという、きわめてデリケートな機器であることを忘れてはなりません。ノートパソコンの登場によって活躍の場が広がりましたが、取り扱い、とりわけ衝撃にはつねに細心の注意をはかりたいものです。

2次記憶装置の代表的なものはハードディスクですが、最近のパソコンでは標準搭載がめずらしくなったフレキシブルディスク(FD)ドライブやCD-RW/DVDドライブも2次記憶装置です。かつてFDが担っていたプログラムの格納とデーターの記録・保存の役割を、大容量・高速・高信頼性（いずれもFDドライブに比べて）のCD-RW/DVDドライブが引き継いだ格好になっています。

CD-RW/DVDドライブは、現在、ノートパソコンも含めてほとんどのパソコンに最初から組み込まれています。もちろん外付け型のCD-RW/DVDドライブもありまが、現行のAV機器のDVDレコーダーがたいてい「HDD＋DVD」レコーダーであるように、パソコンの2次記憶装置の場合も「HDD＋CD-RW/DVDドライブ」が標準的な装備となり、それぞれの機能の違いをうまく使い分けられるようになっています。

現在のCD-RW/DVDドライブのほとんどすべては、いわゆる「コンボドライブ」といって、一台のドライブでCD系とDVD系メディアの記録・再生ができるようになっています（コンボとはCombinationの会話体で、結合、組み合わせといった意味です）。
通常は、コンボドライブというと、CD-R/RWによる書き込みとDVD-ROMの読み込みに対応したドライブのことを指します。DVDに書き込みのできる機能をあわせもつものは、スーパードライブあるいはスーパーマルチドライブ、スーパーコンボドライブと呼ばれたりしています。

いずれにしても、一体型であることからハードウエア的にCDとDVDを分けられませんが、ここではあえて別々に解説してみることにしましょう。

デジタル音楽用ディスクであるコンパクトディスク（CD）の音声信号に、誤り訂正などを強化して拡張し、コンピューターのプログラムの格納に最適化したCDフォーマットをCD-ROM（Compact Disc-Read Only Memory）と呼び、その読み出し専用の機器がCD-ROMドライブです。AV機器ならCDプレーヤーに相当します。

ちなみに、CD-ROMと区別するという意味から、音楽用CDのことをとくにCD-DA= Compact Disc-Digital Audioと称す場合もあります。

そして再生専用だったCD-ROMディスクを、「記録できるCD」としたのが「記録可能なCD」であるCD-R（CD-Recordable）です。CD-Rは基本的には一度だけ書き込みができる「ライトワンス」であることが特徴です。一度記録した場所の再利用はできません。これに対して繰り返し記録のできる、言い換えれば一度記録したデーターを消去することができ、そこに新しいデーターを書き込むことができるのがCD-RW（CD-ReWritable）です。

CDとDVDがコンボドライブを組めるのは、２つの光ディスクが同じ直径12cmであるからですが、しかし、言うまでもなくDVDの方がCDよりも大容量で、両者の容量差はおよそ７倍にも及びます（１層記録の場合）。

DVDもCD同様、映画ソフトなどを収めた再生専用のDVD-ROMと、それにライトワンス型、繰り返し記録のできるリライタブル型の、大きく分けて３タイプの規格があり、さらにライトワンス型はDVD-RとDVD+Rに、リライタブル型はDVD-RAM、DVD-RW、DVD+RWに分かれています。DVD-R、DVD-RAM、DVD-RWは「DVDフォーラム」の策定した規格、DVD+R、DVD+RWは「DVD+RWアライアンス」の規格です（正確に言うと、DVDといった場合のDVDとは、DVDフォーラムの規格に限ります）。

そのため一時期、互換性や対応ドライブの面でユーザーにとって多少、使いにくさがありました。しかし現行のパソコンは、上に挙げたすべての規格の記録・再生に対応する「スーパーマルチドライブ」を搭載したモデルがあり、使い勝手はだいぶ改善されています。