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メモリ階層とネットワークの基礎

先週の授業で、OSに関係する部分の説明を終えていたが、 メモリ階層の話が抜けていたので補足。

メモリ階層

コンピュータで利用するデータには、局在性があり よく利用するデータと利用頻度の低いデータがある。 これに応じてコンピュータでは、高速・高価なメモリと、低速・安価なメモリを うまく使い分けることで、「見かけ上、高速なメモリが大容量あるようにみせる」 メモリ階層は、 (a)もっとも速く利用頻度の高いCPU内部の汎用レジスタ(多くても数百バイト)と、 (b)キャッシュメモリ(数キロバイトでS-RAMを使う)、 (c)主記憶(数ギガバイトでD-RAMを使う)、 (d)補助記憶装置(ハードディスクの仮想メモリ)で、遅くて大容量。 を使い分けている。

ネットワークの基礎

計算機システムのOSネタの後半は、ネットワークについて説明を行う。 最初に、ネットワークの利用目的として、共有・分散をキーワードに、説明を行う。

資源共有(資源分散)

ハードウェア資源を共有。プリンタサーバ(ハードウェアの共有)、 ファイルサーバ(データの共有・ハードディスクの共有)。 アプリケーションサーバ(アプリケーションの共有,ライセンスであんまり使われていないけど)

負荷分散

ムーアの法則で、コンピュータ処理速度は限界に達している。 さらなる高速化のために、計算処理を複数のコンピュータで分散して実行する。 グリッドコンピューティングクラウドコンピューティングなど。

リスク分散

ネットワークの歴史的には、Internetの元のARPANETなどは、軍の中央コンピュータが核ミサイル破壊で、全体が動かなくなるリスクを、別なコンピュータで代用できるようにした所が始まり。現在でもコンピュータの故障リスクをなくすために、複数台で処理することが普通。 クラウドもリスク分散を兼ねている。

ネットワークの歴史として、 (1)TSSによる端末・サーバ間通信、 (2)ARPANETによるネットワーク基礎の確立、 (3)LANの発達、 (4)LAN間接続でWANの発達、 (5)WWW(World Wide Web)の発達 を紹介。

ネットワーク物理層

パソコン・周辺装置インタフェースとして、パラレル接続(高速・ケーブル配線が手間)・シリアル接続(低速・ケーブル配線が容易)がある。 シリアル接続の中で、Ethernetは接続の代表格で、 10BASE/2,5 では、同軸ケーブル接続が基本。 しかしターミネータの必要性から、接続機器の追加削除が不便だった。 10BASE/Tで、間にHUBを置いて分岐する。 10BASE/Tは、100BASE-TX、1000BASE-??と発達している…