ソフトウェア

パソコン基本

 コンピュータの単位

 ビット bit(binary digit

 コンピュータのデータ量を表す最小単位。「0」か「1」かのいずれかをとる最小の情報量。
このビット1つで0と1の2通りの情報が表現でき、3ビットでは2x2x2=8通り、nビットでは2^n通りの情報を表現できる。(^は乗数)

 バイト (byte)

 1ビットのデータでは二つのことしか表現できないため、通常は複数のビットを組み合わせて使うが、ビットを8つ一組にして、1バイトとして扱う(8bits=1byte)。半角の英数字は1バイト(8ビット)で1文字を表し、1バイトでは2^8=256通りの情報が表現できる。4ビットづつで英数字を規定し、英数字、記号、制御用文字など合わせて128文字を割り当てたのが7ビトで表すASCII(American Standard-Code for Information Interchange)コード。英語圏はこれだけで充分である。
日本語は漢字など文字数が多いため2バイト(1ワード=16ビット=2^16=65536通り)で1文字を表す。
1KB=1024bytes
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB

 メガヘルツ MHz(Mega Hertz

 1秒間に何回振動するかを表す。コンピュータ内の各装置や機構の同期をとるために周期的な信号を発生させ(クロック周波数)この値が高いほど処理速度が速くなる。

 ミップス MIPS (Million Instruction Per Second )

1秒につき百万単位の命令を何回実行するかを表す。

 dps(bits per second

 1秒間に送るビット数。データ転送速度の単位

 dpi(dots per inch

 1インチに何ドットあるかを表す。印刷やディスプレイなどの解像度を表す単位

 2進数

 コンピュータが扱うことができるのは電気的なONとOFFだけで、その組み合わせでいろいろな処理を行っている。
 日常生活では10進数、時計は60進数、鉛筆などは12進数で数えられる。
例えばABCという3桁の数字では
10進数 Ax10^2+Bx10^1+Cx10^0
2進数 Ax2^2+Bx2^1+Cx2^0
となり、
例えば2進数で01101101はx2^7+x2^6+x2^5+x2^4+x2^3+x2^2+x2^1+x2^0で10進数では109となる。

 しかし桁数が多くなると感覚的に分かりづらいこともあって便宜上、4桁ずつ区切って表すのが一般的である。これが16進数である。これを表にすると
2進数
2^ 2^ 2^ 2^ 2^ 2^ 2^ 2^
128 64 32 16
64 32
10進数 109
2^ 2^ 2^ 2^ 2^ 2^ 2^ 2^
16進数 D

 換算表

10進数 2進数 16進数
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
15 1111 F
日常的に使う コンピュータが使う プログラムで使う

 10進数から2進数への変換

2で割っていく 余り
2)109
  ̄ ̄ ̄


 
  54
2)54
  ̄ ̄


 
  27
2)27
  ̄ ̄


 
  13
2)13
  ̄ ̄


 
   6
2) 6
  ̄ ̄


 
   3
2) 3
  ̄ ̄


 
   
10進数の数字を2で割っていく。その時の余りを書いていく。
ここでは「109」で説明すると
109/2=22 余り ↑
 54/2=11 余り ↑
 27/2= 5 余り ↑
 13/2= 2 余り ↑
  6/2=  余り ↑
  3/2=  余り ↑
   記載順 →   →

矢印の方向に数値を並べていくと2進数となる。
「1101101」 8ビットで表すと「01101101」













 補数

”1”の補数
各けたの値を反転させる。 0011→1100
”2”の補数
”1”の補数に”1”を加算する。 1100+1=1101

”2”の補数は減算をを加算で計算できるようになる。正数と負数を”2”の補数の関係で表現できる。

 命令の実行

  1. 命令カウンタから、実行すべき命令が入っている主記憶装置の番地を読み取る。
  2. その番地に入っている命令を主記憶装置から命令レジスタに移す。
  3. 命令レジスタに移された命令を復号器(デコーダ)で解読して、命令を実行するのに必要な回路を決める。
  4. オペランド(番地部又はアドレス部)より対象データを指示する。
  5. 次に実行すべき命令のアドレスを命令カウンタに入れる。

 命令は下図の形式になっている。

命令部 オペランド
(番地部又はアドレス部)

 ここまでの段階を命令サイクル(fetchcycle)と呼び、こののち命令が実行される。実行される段階を実行サイクルという。

 パリティチェック

 データを伝送する際に、そのデータが正しく送られたかどうかをチェックする方法の一つとしてパリティチェックがある。これは、奇偶検査ともいい、データに別の1ビットを付加することで、データごとの数値が奇数か偶数に統一されるようにして伝送する。伝送した結果が正しく奇数か偶数かになっていなければ、伝送の途中でエラーが発生したと判断する方法である。
 パリティチェック(奇偶検査)は、伝送すべきデータのビット列以外に、パリティビットと呼ばれる1ビットを付加し、パリティビットも含めたデータを送信する方式である。
 パリティビットには、データと合わせて“1”であるビットの個数を奇数個または偶数個になるように“0”または“1”を設定する。奇数個に設定する方式を奇数パリティ、偶数個に設定する方式を偶数パリティという。
 伝送データに奇数個のビットの誤りが発生すると、パリティビットを含めたデータ全体の“1”の個数の奇遇が逆になるので、受信側では誤りがあったことが分かる。ただし、偶数個のビットの誤りであった場合は、パリティビットを含めた全体の“1”の個数の奇偶は変わらないので誤りが発見できない。

 文字コード体系

 コンピュータは、あらゆるデータを数字として処理している。そのため、コンピュータに英字やひらがななどを入力したり、表示させたりするには、それぞれの文字を、内部的に数値に置き換える必要がある。
“A”という文字を「01000001」という数字で表すなど、文字に割り振る番号を文字コードという。一般に用いられる文字コードの体系には何種類かあり、異なる文字コードで作成されたテキストを使用するには、変換ソフトウェアなどを使ってコード変換する必要がある。

ASCII(American Standard Code for Information Interchange)規格
 ANSIが制定した7ビット文字コードである。英数字の標準。ISO646の一部として取り込まれている。7ビットコードであり、数字、英字、特殊文字を表す。漢字に関する規定はない。
先頭1ビットに0またはパリティビットを付加して、8ビットとして使われることが多い。

EBCDIC(Extended Binary Coded Decimal Interchang Code
 米IBM社で作成されたコード。汎用機で用いられる。英大文字、英小文字、特殊文字など約180文字を表現するために1文字を8ビットで表す。世界的に実質世界標準となっている。

JIS(Japanese Industrial Standards:JIS X0208)コード
 日本工業規格(Japan Industrial Standard:JIS)で設定されている漢字符号(2バイトコード)のことである。片仮名、平仮名、常用漢字を含めた2,965種類の漢字を包括した第1水準、それ以外の3,388種類の漢字が表現できる第2水準がある。その他、日本語コードにはJISXO201コードがあり、7ビットコードと8ビットコードがある。8ビットでは、ローマ字片仮名コードが表現できる。7ビットコードは、lS0646コードに片仮名を付け加えたものである。

シフトJISコード
 JIS漢字コード(JIS X0208)をシフトさせることで、ASCIIコードとの混在で必要となる切替えコードを不要とした。パソコンで多く使用されている。おもにパソコンで利用されている日本語のコード体系で、1バイト文字と2バイト文字が混在しても判別できるように、JIS漢字コードの順序を変えないでそのまま割り当て直したものである。

EUC(Extended Unix Code
AT&Tが定めたもので、UNIXで用いられている文字コードである。漢字などの2バイト文字と1バイト文字の両方を同時に扱うことができる。

Unicode(USC−2)
 世界各国の文字を統一して表現できるようにするための標準規格である。ISO(国際懐準化機構)とIEC(国際電気標準会議)で制定したコード。各国の文字に対応する。すべての文字を2バイト(16ビット)で表現する。ISO/IEC10646のBMP(Basic Multilingual Plane)として採用され、パソコンでのデータ交換を円滑にすることを目的として作られたコード体系である。

 拡張子

 拡張子とは、ファイル名の後ろにある「.」 (ドット)に続く文字のこと。基本的には3〜4文字の半角アルファベットや数字で表示されている。主にMS-DOSやWindows、OS/2、UNIXなどのOSで利用される。
 現在普及しているほとんどのOSは拡張子を何文字でも設定できるが、MS-DOSでは拡張子は3文字までという制約があったため、その流れを汲むWindowsでは拡張子を3文字以内にする習慣がある。

 ファイルは「拡張子」によって、アプリケーションに関連付けられている。通常、ファイルを開くための設定は、ソフトをインストールする際に、セットアッププログラムによって自動的に行われる。そのため、ユーザーが意識しなくても、アイコンをタブルクリックすれば、それに対応したアフリケーションが起動してファイルが開くようになっている。つまり「拡張子」とは、どのプログラムによって作成されたデータかという情報を含んでいると共に、どのプログラムによってファイルが表示できるか、開くことができるのかなどの情報を示したものである。例えば、「メモ.txt」というファイルをクリックするとメモ帳が起動し、「画像.jpg」というファイルをクリックすると「ペイント」や「フォトショップ」が起動する、といった具合である。
 しかしごくたまに、アイコンをクリックしてもファイルが開かないことがある。これは、そのファイルに対応するアフリケーションがパソコンにインストールされていないとき、もしくはマッキントッシュなどのOSで作成されたファイルを開こうとしたときに起こりうる。こういった場合は、自分で関連付けの設定を行わなければならない。
 ウィンドウズでは通常、ユーザーが勝手に拡張子を変更して関連付けされているアプリケーションが開かなくなる、といったアクシデントを避けるために非表示になっている。
代表的な拡張子
拡張子 説明
.html Hyper Text Markup Language :ホームページを表示するためのファイル。 .htmも同じ
.txt Text :テキストデータを表示する最も標準的なファイル
.jpg 静止画像を表示するファイル。写真の表示に有効。画質を保ちながら効率よく圧縮できる。 .jpegも同じ。JPEGは非可逆式の圧縮のため、いちど圧縮してしまうと画質が元に戻らない。
.gif 画像ファイルの一種。イラストの表示に有効。256色までしか扱うことはできない。
.bmp Windows標準の画像フォーマット。無圧縮の画像。ピクセル一つ一つの色をそのまま保存。
.png ポストgifとして登場。扱える色数は多いがアニメーション化ができない。
.tiff 1枚の画像データを、解像度や色数、符号化方式の異なるいろいろな形式で一つのファイルにまとめて格納できる。
.lzh 様々なファイルをlha形式で圧縮した物(日本製のため外国では余り使われない)
.zip 様々なファイルをzip形式で圧縮した物(世界的に使われる)
.mp3 音楽データを圧縮したオーディオファイル
.wav オーディオファイル。MP3に比べてサイズが大きい
.xls Microsoft社の表計算ソフト「Excel」で使われるファイル形式
.csv Comma Separated Value :表計算ソフトやデータベースソフト間でデータ交換を行う為のデータファイル。中身はテキストファイルで、各データ(セルの中味)が””で囲まれて,値と改行で区切られているファイル形式。多くのデータプロセッサソフトでサポートされているので汎用性は高い。
.doc Document :Microsoft社の「Word」作成されたドキュメントファイル。だたし、通常のテキストファイルでも文書(ドキュメント)であることを明示するために拡張子が .docとなっている場合もある。
.dll Dynamic Link Library プログラムにリンクする関数をまとめたファイルで必要なときに呼び出されるライブラリ。多くのプログラムで利用する機能をひとまとめにした共通ファイル。他のアプリケーションと共有可能なためプログラムが節約される。DLLファイルは通常、アプリケーションを終了しても、しばらくの間メモリーに常駐する。
.dat データファイル。各種ソフトが必要に応じて作る
.exe Execute :DOS形式のプログラム実行ファイルまたは自己解凍形式ファイル。ファイルの先頭にはEXEヘッダと呼ばれる、シグネチャ(正しい.EXEファイルであることを示すマーク)、ファイル内のデータのサイズ、スタック位置、実行開始アドレス、リロケータブル項目などの情報が置かれている。
.scr Screen :Windows用スクリーンセーバーファイル
.cgi Common Gateway Interface :Web上で動くプログラムのこと。perlやシェルのスクリプトであればテキストファイルである
.pdf (Portable Document Format :Adobe Acrobatで用いられるファイルフォーマット。Windows、UNIX、Macintoshなどのプラットフォームに依存しない文書を表示できる文書フォーマット。現在の電子ドキュメントの標準となっている。
 PDFファイルには、“イメージのみのPDF”と“テキスト情報を埋め込んだPDF”の2種類がある。電子化した後、検索や管理、使い回しをできるようにするには、“テキスト情報を埋め込んだPDF”が最適。このテキスト情報が画像と共に埋め込まれたPDFのことを「透明テキスト付きPDF」という。書類をスキャンしてPDF化する際、その書類に書かれている文字情報をOCRでテキストデータ化し、PDFファイルに埋め込む。これにより、「Adobe Reader」の検索パネルから、キーワードを入力するだけで、該当する語句を見つけ出してくれる。

 拡張子の表示方法

コントロールパネル→フォルダーオプション→登録されている拡張子は表示しないのマークをはずす。

 ファイルの関連づけ

ファイルを右クリック→プログラムから開く→プログラムの選択→関連づけしたいものを選ぶ。

 ファイルの関連づけの変更

フォルダーオプションを開く→ファイルタイプを確認→ファイルの種類→詳細設定→open→編集→アクションを実行するアプリケーションを選択。

 コンピュータの起動

 パソコンの電源を入れてからWindowsが使えるようになるまでの過程。

  1. POST(Power On Self Test)
     電源投入直後の重要な作業。BIOSと呼ばれる小さなプログラムが起動するとともに、CPUの種類や搭載しているメモリー、ストレージの状態などを順にチェックしていく。ハードウエアの自己診断テストである。この作業を「POST」(ポスト)と呼ぶ。パソコンに接続したさまざまな機器が正しく動作しているかを調べて、問題があれば起動処理をいったん止めて、音やLEDなどで故障個所をユーザーに知らせる。このとき、画面にはメーカーのロゴやチェックしたデバイスに関する情報などが表示される。接続している機器が多ければ多いほど、POSTでの確認作業が長くなる傾向にある。しかし、周辺機器を外したからといって、POSTにかかる時間が大幅に短縮することはない。

  2. MBR(Master Boot record
     POSTが無事終了したら、BIOSはあらかじめ設定してあるストレージから起動するよう命令を出す。ハードディスク(HDD)やSSD(solidstate drive)などストレージデバイスの記録開始部分(先頭セクター)にあるMBRにアクセスし、Windowsの起動プログラムなどを読み込む。これが壊れるとパソコンが起動できなくなる重要なデータである。MBRの読み込みは短時間で終わる。するとストレージのMBRに記述された「ディスクのどこからOSを起動するか」という情報を読み込み、OS自体の起動ソフトウェアに制御を引き渡す。
     MBRの中身は
    1. ブートストラップコード
      各OSを起動するプログラムを呼び出すためのごく小さなプログラム。
    2. パーティションテーブル1〜4
      起動できるかどうか、パーティションがどこからどこまでの領域なのかといった情報
    3. シグナチャ−
      MBR終了の印

  3. OSの起動
     MBRの情報に従って、OSの起動処理に入る。OSの起動ソフトウェアは、OSの設定ファイル(Windowsではレジストリ)に従って必要なファイルをメモリーに読み込んだり、各種のサービスを実行したりする。画面にはOSのロゴなどが最初に表示される。一連の起動処理の中で最も時間がかかるのがこの処理である。

 ハードディスク管理

 Windows 95/98/Me

スタートメニュからMS-DOSプロンプトでFDISKコマンドを実行して区画を行う。
FDISK
 ハードディスクのOSを削除し、ハードディスクの領域(パーティション)を設定する命令(コマンド)。パーティションには「基本領域」と「拡張領域」、「論理ドライブ」の3種類がある。基本領域はOSを起動するための領域で、98やMeはここからでないとOSを起動できない。一方、拡張領域は基本領域以外のスペースで、HDDにつき1個しか設定できないが、この拡張領域の中にD、E…と複数の論理ドライブが作れる。なおXPでは拡張領域からも起動が可能である。
通常の場合
  1. 「大容量ディスクのサポートを使用可能にしますか」
    「Y」はFAT32(1パティションは2TBまで)、「N」はFAT16(1パティションは2GBまで)
  2. 「MS-DOS領域または論理MS-DOSドライブを作成」を選択
  3. 「基本MS-DOS領域を作成」を選択
  4. 「基本MS-DOS領域に使用できる最大サイズを割り当てますか」
    「Y」は1パーティション、「N」はパーティションを切る。起動ドライブの容量をMB数で入力
  5. ESCキーを押し、FDISKを終了
  6. パソコンを再起動
ハードディスク増設の場合
  1. 「現在のハードディスクドライブを変更」を選択
  2. 増設したハードディスクに当たるドライブを選択
  3. 「MS-DOS領域または論理MS-DOSドライブを作成」を選択
  4. 「拡張MS-DOS領域を作成」を選択
  5. 「割り当て可能な最大領域」ではそのままENTERキーを押し、ESCキーを押す
  6. 「論理ドライブの割り当て容量を%で入力
  7. ESCキーを押し、FDISKを終了
  8. パソコンを再起動

 ハードディスクユニット内を複数の「領域」に分割して管理する(むろん分割せずに単一の領域として利用する場合もある)。基本MS−DOS領域はそのまま論理ドライブとなり、拡張MS−DOS領域内は複数の論理ドライブに分割することができる。ひとつのハードディスクユニット内に基本MS−DOS領域/拡張MS−DOS領域はそれぞれひとつずつしか存在できず、各ドライブをあらわすドライブ文字は自動的に決定される。(変更できない)

 Windows 95/98/Me
ハードディスクユニット1
基本MS-DOS領域
「C] 起動ドライブ
拡張MS-DOS領域
論理ドライブ
「D] ドライブ
論理ドライブ
「E] ドライブ
  
ハードディスクユニット2
拡張MS-DOS領域
論理ドライブ
「F] ドライブ
論理ドライブ
「G] ドライブ

ハードディク内のデータ構成
ブート領域(マスターブートレコード)
FAT領域
ルートディレクトリ
データ領域、ウインドウズ95/98など

 Windows xp ベーシックディスク

 ハードディスクユニットを接続したら、最初に行なうのはドライブの作成。ウィンドウズ95/98/Meではこの作業をMS−DOSアプリケーション「FDISK」で行なっていたわけだが、ウィンドウズxpでは「ディスクの管理」でウィザード形式でWindows上で作業を進めることができるようになった。増設ハードディスクをべ一シックディスクとして利用する場合は、まず拡張パーティションを作成し、その中に論理ドライブを作成するという順番になる。
 新たに接続したハードディスクユニットに対応する。
@「未割り当て」と表示されている領域を右クリック
A〈新しいパーティション〉を選択。これでウィザードが起動する
パーティションを作成する
 ウイザードの最初の画面では、
@〈次へ〉ボタンをクリック。次の画面では、
A「拡張パーティション」にチェックを入れて〈次へ〉ボタンをクリックする。次の画面では、
Cパーティションのサイズを半角の数字で指定しよう。通常は、
D「最大ディスク領域」として表示されているサイズをそのまま指定すればよい。〈次へ〉〈完了〉とボタンをクリックすると拡張パーティションが作成される。
ドライブを作成するウイザードの起動
 次は論理ドライブの作成。
@ステップ2で作成した拡張パーティションにあたる領域を右クリック
A〈新しい論理ドライブ〉を選択。ウイザードが起動したら
B〈次へ〉ボタンをクリックし
C「論理ドライブ」にチェックを入れて
D〈次へ〉ボタンをクリック。
E「パーティションサイズ」欄には半角の数字でその論理ドライブのサイズを入力して〈次へ〉ボタンをクリックする。
ドライブ文字とドライブパスの設定
 次の画面では、ドライブ文字とドライブパスを設定する。ただしここではドライブ名の割り当てとフォルダヘのマウントを同時に行なうことができない。そのまま〈次へ〉ボタンをクリックし、後から必要に応じて設定を変更するとよい。
フォーマット形式を選択する
 続いて行なうのは、その論理ドライブのフォーマットの設定。
@「このパーティションを以下の設定でフォーマットする」にチェックを入れて、論理ドライブの作成と同時にフォーマットを行なうのが普通。
A「ファイルシステム」欄では「FAT」「FAT32」「NTFS」を選択できる。ウィンドウズ98/Meとのデュアルブート環境では「FAT32」、ウィンドウズxp単独の環境では「NTFS」を選ぶのが良い。
B「アロケーションユニットサイズ」は「既定値」でよく、
C「ボリュームラベル」欄は空欄にしておくのが望ましい。
Dふたつのチェックボックスはいずれもチェックをはずしておくのが基本。最後に〈次へ〉
E〈完了〉とボタンをクリックすれば
F論理ドライブが作成される。フォーマットが完了するとそのドライブを利用できる。
パーティションおよぴドライブの削除
 パーティション/論理ドライブの削除は、作成よりも簡単。論理ドライブを削除する場合は、「ディスクの管理」の画面で
@削除したい論理ドライブの領域を右クリック
A〈論理ドライブの削除〉を選択し
B〈はい〉ボタンをクリックするだけ。パーティションを削除するなら、そのパーティション内に論理ドライブがない状態で
C領域を右クリック
D〈パーティションの削除〉
E〈はい〉ボタンをクリックすればよい
 ひとつのハードディスクユニット内にプライマリパーティション(基本MS-DOS領域に相当)や拡張パーティション(拡張MS-DOS領域に相当)を複数作成できる。各ドライブをあらわすドライブ文字をユーザーが変更することも可能。
 Windows xp ベーシックディスク
ハードディスクユニット1
プライマリパティション
「C] ドライブ
プライマリパティション
「E] ドライブ
拡張パティション
論理ドライブ
「H] ドライブ
ハードディスクユニット2
拡張パティション 拡張パティション
論理ドライブ
「D] ドライブ
論理ドライブ
「F] ドライブ
論理ドライブ
「G] ドライブ

 Windows xp ダイナミックディスク(xpプロフェッショナルのみ)

 ハードディスクユニット内を「ボリューム」というものに分割する。ボリュームには「シンプルボリューム」「スパンボリューム」「ストライプボリューム」の3種類があり、複数のハードディスクにまたがる仮想的なドライブを作成したり、ミラーリングやストライピングなどのRAID機能などを利用できる。また、いったん作成したボリュームのサイズを変更できるというのも特徴のひとつ。Windows 2000、xp以外からはアクセスできない。
 Windows xp ダイナミックディスク
ハードディスクユニット1
ボリューム(シンプルボリューム)
「C] 起動ドライブ
ボリューム(スパンボリューム)
「D] ドライブ(1)
ボリューム(ストライプボリューム)
「E] ドライブ(1)
ハードディスクユニット2  
ボリューム(スパンボリューム)
「D] ドライブ(2) 
ボリューム(ストライプボリューム)
「E] ドライブ(2) 
ボリューム(スパンボリューム)
「D] ドライブ(3) 

 レイド(RAID

 複数のハードディスクをまとめて管理する方法。レイドを利用すると、データが消えてしまうのを防いだり、高速にアクセスできるようになる。

RAID 0 (レイド ゼロ)
 2台以上のハードディスクを1台として使う方法。ストライピングと呼ばれる。 データを分散して書き込めむため、アクセス速度が高速化する。
ただし、ディスクが1台でも破損すると、データ全体が失われてしまう。

RAID 1 (レイド ワン)
 2台のハードディスクに同じデータを同時に書き込む。ミラーリングと呼ばれる。片方のハードディスクが壊れても、もう片方に同じデータが残っているので、データの損失を防げる。
片方のハードディスクが壊れた場合、新しいハードディスクと取替え、再構築(Duplicate)を行ない、もとの状態に戻すことができる。
 同じデータを同時に書き込むため、ハードディスク容量は2台分ではなく、1台分の容量になる。

Matrix RAID (マトリックス レイド)
 インテルが提供する新しいRAIDテクノロジ。
通常は、RAID 1とRAID 0を組み合わせた(RAID 10やRAID 0/1などと呼ばれる)場合、4台のハードディスクが必要になる。
 RAID 0のパフォーマンスと、RAID 1のデータ保護の両立を2台のハードディスクドライブで実現させる。Matrix RAIDは、1組(2台)のハードディスク内に複数のRAIDを構築できる。
 例えば、ゲーム、デジタルビデオ編集用の領域などをアクセス速度が高速なRAID 0上に置き、OSや重要なデータは保護できるミラーリングのRAID 1に保存するという使い方ができる。
2005年には、RAID 5 および 10をサポートするようになりました。

その他には、ハードディスク4台を使って、RAID 0とRAID 1を組み合わせたもの(組み合わせ方やメーカによって、RAID 10やRAID 0/1などと呼ばれる)や、ハードディスク3台以上を使うRAID 5などがある。

 フォーマット

 物理フォーマット

 ディスク内のセクタ位置から行うフォーマットのこと。市販のHDDはすべて物理フォーマット済みなので一般ユーザが再度行うことはまれ。SCSI対応のHDDはSCSIボードのユーティリティソフトで物理フォーマットができる。E-IDE対応のHDDは特殊なユーティリティが必要。
オプション説明
FORMAT X: /V ボリュームラベルを指定する
Xはドライブ名







/Q クイックフォーマットを実行する
/U 強制的にフォーマットを実行する
/F: サイズ 指定されたサイズでフロッピーディスクをフォーマットする(720、1.2、1.44のように指定)
/B システムファイルのための空間をフォーマットするディスク上に割り当てる
/S DOSのシステムファイルを、フォーマットするディスクにコピーする
/T: トラック数 ディスク面当たりのセクタ数を指定する
/N: セクタ数 トラック当たりのセクタ数を指定する

 論理フォーマット

 マイクロソフトが開発したファイルシステム。MS-DOSでは、ファイルのアクセスはセクタ単位で行なわれるが、ファイルに対してディスク上の物理セクタを割り当てる場合、セクタではなく、クラスタと呼ばれる単位で割り当てを行なう。ディスク上の物理セクタをクラスタという論理領域に分割し、クラスタ単位でデータを記録する。クラスタのサイズ(容量)は、物理セクタの2のべき乗になり、ディスクやパーティション容量で決まる。1つのファイルを記録するとき、ファイルサイズに応じて1〜複数のクラスタが割り当てられる。厳密には、ファイルとクラスタの対応関係を記したテーブルがFATだが、FATファイルシステム自体を指す場合が多い。FATには、クラスタ番号を管理するビット数によって、FAT/FAT16/FAT32という種類がある。ディスクを有効に使おうとすればクラスタサイズは小さい方が良いのだがクラスタサイズが小さくなるとハードディスクへのアクセス頻度が多くなりデータ転送速度が遅くなる。一般的にFATといえばFAT16(16ビット管埋)を指すが、パーティションサイズの上限が2Gバイトであるなど、ハードディスク容量の現状にそぐわなくなってきた。このため、最大で2Tバイトのパーティションを管理できるFAT32が導入された。Windows xpになってからはNTFSが推奨されている。

 FAT16では,ディスク上のクラスタ番号を16ビット幅で管理していた。管理上限のクラスタ数は「2の16乗=65,536」で、最大パーティションサイズは2Gバイトである。この場合、1つのクラスタサイズは32kバイトということになる。

 FAT32は、クラスタ番号の管理を32ビット幅に拡張したFATファイルシステムで、Windows 95 OSR2から導入された。Windows 98やWindows Meでは標準のファイルシステムとなっている。またMacやLinuxでも読み書きができる。
 FAT32では「2の32乗=約42億=4,294,967,296」のクラスタ数を管理でき,最大パーティションサイズは2Tバイトである。クラスタサイズは最小が4kバイトになっている。
 ファイルの記録とアクセス方法はFAT16もFAT32も同じで、ファイルはクラスタを単位として構成されているが、ファイルを保存すると最後にFATが書き込まれる。ファイルを読み出す時は目的のファイルに割り当てられた1〜複数のクラスタを、FATを参照しながら順番にアクセスしていき1個のファイルとして扱う。
 クラスタのディスク上の物理的な位置は常に連続しているわけではない。そのため、FATによってそれらのクラスタがどのような順につながって、1つのファイルを構成しているかが管理されている。FATの各エントリは、ディスクの各クラスタと1対1に対応しており、該当するクラスタの使用状況を表わしている。ファイルの開始クラスタは、ファイル名やファイルのサイズとともにディレクトリエントリに記録されており、その次のクラスタを指しているのは、最初のクラスタに対応するFATのエントリの内容である。
 なお、FAT32の最大パーティションは2Tバイトだが、Windows 2000、Windows xpでは32Gバイト以上のFAT32パーティションをフォーマットできないようになっている(読み書きは可能)。1ファイルは4GBまでしか保存できない。
 NTFS(NT File SystemはWindows NT/2000/xpがサポートするファイルシステム。ここに、ファイル管理のために全ファイルの「ファイル名」「更新日時」などのデータベースファイルが用意されており、情報が登録されている。
 多くの場合、ファイル本体はMFTとは別の場所に保存されている。ハードディスク上では「クラスター」という単位に分けてファイルを保存している。MFTの「ファイル本体の保存場所」にはクラスターの位置を示す情報が記録されている。
 ファイルをごみ箱から削除すると、MFT内にある該当ファイルの管理情報が”削除扱い”となり、ファイルが読めなくなる。ただし、この時点では、MFTの情報自体は残っており、ファイルの実体も各クラスターに残っているユーザーごと、あるいはファイルやフォルダごとのアクセス権、ファイルアクセスの履歴データベースなど、高いセキュリティとデータの信頼性を備える。OSと共にNTFSも進化し、Windows NT4.0のNTFSバージョンは「NTFS4」、Windows 2000では「NTFS5」、Windows xpでは「NTFS5.1」である。NTFS5以降では、ファイルの自動暗号化/復号、ユーザーが使用するハードディスク容量の制限などの新機能が追加された。
 しかしFAT32からはNTFSは認識されず、両方利用する場合はFAT32でフォーマットしなければならない。1ファイルは2TBまで保存できる。
FAT32からNTFSに変更するならコマンドプロンプトを起動し、
convert c: /fs:ntfs」と入力して「Enter」を押す。
ファイルシステム 扱えるファイルサイズ
FAT16 2GB
FAT32 4GB
NTFS 2TB
NTFS5 2TB
フォーマット形式 FAT32 大部分のOSで認識できる。
1ファイルの最大容量が4GB。
作成ファーティションの最大サイズが2TB。
NTFS 荷時はこの形式でフォーマットされている。
セキュリティが高く、FAT32よりも高速です。
Windows Me/98/95、Mac OSでは認識できない。
exFAT Windows Vista SP1、Server 2008のみ対応。
FAT32の最大容量、サイズを拡張したもの。
外部フラッシュメモリー等をフォーマットするときに選択する。
パーティション形式 MBR 従来形式です。
ほとんどのOSで扱える。
2TB以上の容量は扱えない。
GPT 新規にできた形式。
2TB以上のパーティションも作成出来る。
※2TB以上のハードディスクの場合に選択できる。
Windows xpの場合
 Windows xp 起動ディスクを使うと、起動可能な CD-ROM がない場合でもオペレーティング システムの新規インストールを実行することができる。Windows xp 起動ディスクは、適切なドライバを自動的に読み込んで CD-ROM ドライブにアクセスし、セットアップを開始する。Windows xp 起動ディスクを使ってアップグレード セットアップを実行することはできない。
 Windows xp Home Edition および Windows xp Professional にはそれぞれ専用の起動ディスクが必要。一方の起動ディスクを他方で使用することはできない。

 ハードディスクをリカバリCDを使わずにフォーマットしたい場合、及び OSを再インストールする時マイクロソフト社に対しての処置。
[ディスクの管理] より拡張(論理)ドライブはフォーマット可能である。

1) Windows を起動して [スタート] メニューをクリックして[コントロールパネル] を選択する。

2) [コントロールパネル] ウィンドウが表示されるので[管理ツール] アイコンをダブルクリックする。

3) [管理ツール] ウィンドウが表示されるので[コンピュータの管理] アイコンをダブルクリックする。

4) [コンピュータの管理] ウィンドウが表示されるのでウィンドウ内左側にある [ディスクの管理] をクリックする。

上記操作を実行するとウィンドウ右下に現在接続されているドライブ情報が表示されるので拡張(論理)ドライブを選択することで、フォーマットが可能である。

なお、C ドライブをフォーマットする場合はxpインストールディスクで起動するかまたは Windows xp の起動ディスクを作成する必要がある。
Windows xp では起動ディスクは下記の URL より作成プログラムをダウンロードしないと作成できない。

http://www.microsoft.com/downloads/release.asp?releaseid=33305

◇作成方法
  1) フォーマット済みの1.44MB(2HD)のフロッピーディスクを 6枚
   用意する。

  2) ダウンロードした「WinXP_JA_PRO_BF.EXE」または、
   「WinXP_JA_HOM_BF.EXE」を実行する。

  3) コマンドプロンプトが開くので指示に従い作成する。
Windows xpはOEM版の場合、アクティベーションの必要はない。
Windows xp Home Edition
  http://support.microsoft.com/support/misc/kblookup.asp?ID=310994
Windows xp Professional
  http://www.microsoft.com/downloads/release.asp?ReleaseID=43136&area=search&ordinal=33
 DVDの統一標準フォーマットでこのファイルシステム上なら、異なるOS間でもDVDメディア(UDFを採用している、DVD-RAM、DVD-ROM、DVD-VIDEO、DVD-R)が利用でき、データ互換を保つための論理フォーマット。
 大きなファイル(画像、音声データ)の読み書きを高速に行うことができる。構成が複雑なため多数のファイルの読み書きには適していない。

注意:
 フォーマットはFAT(File Allocation Table 位置情報)とディレクトリエントリ(ファイルシステム情報 Directory Entry )の内容を消去するだけでデータ領域には本体が残ったままであるので廃棄時には注意。
 ちなみに「ごみ箱を空にする」ではファイルシステム情報のファイル名の最初の1バイト分を消すだけである。

 パティションPartition

 通常ハードディスクなどのドライブは、1台で1つのドライブとして認識されている。しかし、ソフトで区切ることで1台の物理的なハードディスクドライブを論理的に分割することができる。つまりひとつのディスクを複数のディスクのように見せる仕組み。これをパーティションを切るという。ウィンドウズでは通常「FDISK」というソフトを使って、パーティションの設定をする。
 たとえぱ、160Gバイトのハードディスクを80Gバイト、40Gバイト、40Gバイトというように分割することができる。パーティションを分けることで、ファイルの分散化が抑えられ、ファイルが増えたときのパフォ−マンスの低下を防ぐ。

 プライマリー(基本)パーティションと拡張パーティションの違いで、ディスクの管理画面で初期化を進めると、パーティションの種類を選択する画面が表示される。基本と拡張の違いはOS起動の可否と、作成できるパーティションの数にある。OSが起動できるのは基本パーティションのみである。通常はこれを選べばよい。ただしWindowsでは、1台の物理ドライブに作成できる基本パーティションは4つまでという制約がある。


 一方の拡張パーティションは1台の物理ドライブに1つしか作成できないが、その中を複数の論理ドライブで区切れる。「拡張パーティション」は論理ドライブを5個以上作成する場合に選ぶ。論理ドライブの数には制約がない。パーティションを多く作成する場合のみ、拡張パーティションを選択する。
 パーティションの構成が固まると、割り当てるドライブレターを選べるようになる。特に理由がなければ変更する必要はない。ドライブレターとは「C:」や「D:」などとドライブ類を識別するアルファベットのこと。歴史的な経緯でAとBはフロッピーディスクドライブで、C以降にHDDなどが割り当てられる。OSを起動したパーティションは自動的にCとなり、D、E…Zと他のドライブを含め、24のドライブ名が割り当てられることになる。
 「プライマリパーティション」はシステム起動が可能なパーティションで、作成すると、1つのパーティションに1つのドライブ名が割り当てることができる。
 拡張パーティションの中に論理ドライブを作成すると、作成した論理ドライブそれぞれにドライブ名が割り当てることができる。

プライマリ
(基本)
パーティション
拡張パーティション
論理ドライブ1 論理ドライブ2 論理ドライブ3 ・・・
ハードディスクなどの内部では、セクターと呼ぶ512バイトのブロックが最小単位になる。
Windows XPまではマスターブートレコード(Master Boot record=MBR)で管理するが、MBRはセクターのアドレス情報を32ビットで管理するので管理できるパーティションの容量は2TBが上限になる。
 Windows Vista/7が備える、ハードディスクのパーティション管理方式(GUID Partition Table=GPT)はこれを64ビットで管理するので、理論上の上限は8Z(ゼタ、1Tの10億倍)Bになる。なお、Windows Vista/7は、MBRを参照する既存のソフトとの互換性を保つためにMBRも備える。

 デフラグとスキャンディスク

 デフラグ(Defragmentation

 デフラグはスタートメニューの「プログラム」→「アクセサリ」→「システムツール」で行う。デフラグをかけたいデイスクを選んで、「開始」ボタンを押すと開始する。
 新品のハードディスクにファイルを記録する場合は、ファイルは次々と隣り合ったクラスタに、規則正しく格納されていく。ところが、常にファイルを削除したり、新たにインストールしたりするので、削除すれば、そのファイルが記録されていたクラスタは空き部屋になり、新たに保存したファイルがそこに書き込まれる。しかし、削除したファイルと新たに保存したファイルがまったく同じ大きさということはまずないので削除や保存を繰り返しているうちに、後から保存されるファイルは、飛び飛びに空き部屋に格納されることになる。こうした状態を「断片化(フラグメンテーション)」と呼んでいる。ハードディスクではディスクが回転してヘッドを通して、クラスタの情報を集めてくるので、本来連続しているファイルの情報が飛び飛びになると、その分、情報収集に手間取り、ファイルを復元するのにも時間がかかる。つまり、ファイルの読み書きが遅くなるわけである。また、ヘッドの移動は物理的な動作を伴うため、故障を誘発しやすい。デフラグはこうした断片化を解消し、クラスタの情報を並び替え、ファイルの情報を連続させてくれる(最適化)ツールなのである。
 ファイル構造を分析して位置を変更して最適化していくので、デフラグには大容量のハードディスクほど時間がかかる。

 スキャンディスク

 Windows 9x系ではスキャンディスク(scandisk)、NT系(Windows 2000/XP)ではチェックディスク(chkdsk)と呼んでいる。
 スキャンディスクは大事な修復ツール デフラグと並んでファイルの重要なメンテナンスツールが「スキャンディスク」である。このツールも、デフラグ同様に、プログラムメニューのアクセサリの「システムツール」から起動する。
 このスキャンディスクは、ハードディスクならびにファイルを調査し、破損や情報の書き込みの不具合を修復してくれるツールである。ハードディスクやフロッピーディスクの一部に、物理的に壊れている(キズがつくなど)場合も修復してくれるし、情報の書き込み方に論理的なエラー(どこに何のファイルが書き込まれたかの情報がおかしくなっている場合など)が起きていても、ちゃんと正してくれる。ただし、スキャンディスクといえども万能ではなく、もちろん修復できるトラブルにも限度がある。


チェック方法
 マイコンピュータを開く→ローカルディスクのプロパティ→ツール→ボリュームのエラーチェック

 MS-DOSモードでのスキャンディスクは
「scandisk /all /surface」を入力して画面の指示に従う。

 システムファイルのチェックするには
「ファイル名を指定して実行する」→[sfc /scannow」と入力して[OK]

 MS-DOSモード立ち上げ

1)起動ディスクを使用する場合

起動ディスクの作成
 MS-DOSモードで起動するには、パソコンに付属している起動ディスク(CD-ROMまたはフロッピーディスク)を使用する。Windowsのインストール用CD-ROMと兼ねている場合もある。
 Windows 98/Meの場合、起動ディスクは「コントロールパネル」から[アプリケーションの追加と削除]を選択し、[起動ディスク]タブにある[ディスク作成]で作ることができる。
 Windows 2000/XPでは、起動ディスクの作成方法はパソコンメーカー、パソコンの機種によって異なる。
 起動ディスク作成はコンピュータが正常な時に作っておかなければならない。
起動の仕方
 起動ディスクを挿入した状態でコンピュータを起動させ、[Microsoft Windows **** Startup Menu] が起動したら [2. Start Computer with CD-ROM support.] 又は[3. Start Computer without CD-ROM support.] を選択。キーボードの選択画面に移ったら、使用しているキーボードの種類に合ったキーを押す(101 英語キーボードなら[Space]、106 日本語キーボードなら [半角 / 全角(漢字)]キー]

2)起動ディスクを使わない方法(Windows 98)

コンピュータの電源が切れているとき
 「Windows 98を起動しています・・・」または「Starting Windows 98・・・」が表示されている間に[F8]を押す。
「Windowsの起動に関するメニュー」画面が表示されるので、[コマンドプロンプトのみ]もしくは[Command Prompt Only]を[↓][↑]キーを使って選択し、[Enter]を押す。
Windowsが起動しているとき
 [スタート]→[Windowsの終了]をクリック。 「Windowsの終了」ダイアログで、[MS-DOSモードで再起動する]を選択し、[OK]をクリック

 セーフモード立ち上げ

 コンピュータのトラブルが発生した場合にセーフモードで立ち上げる。必要最小限の機能のみでディスプレイは標準のVGA用のもので起動され、ディスプレイに表示できる色が通常のHigh Color(16ビット)やTrue Color(24ビット)に設定している場合でも16色に減る。

Windows95ではパソコン起動時にF8キーを押し続ける。
Windows98、Meではパソコン起動時にCtrlキーを押し続ける。「スタートアップメニュー 」(Startup Menu) が表示されるので、[↓][↑]キーを使って[Safe Mode]を選択し、[Enter]を押す
Windowsxpではパソコン起動時にF8キーを押し続ける。「Windows拡張オプションメニュー」が表示されるので、[↓][↑]キーを使って[セーフモード]を選択し、[Enter]を押す

 レジストリ(registry

 レジストリとは、Windows上でコンピュータに関する設定情報を管理しているデータベースのことである。同じバージョンのWindowsを使っていても、他人のパソコンは自分のパソコンと操作方法が微妙に違っていて使いづらいことがあるが、これらの情報を管理しているのがレジストリである。ほかにも、ソフトウェアのインストール情報や画面やスクリーンセーバなどの情報も管理していて、たとえば壁紙を変更したりすると、レジストリも自動的に書き換えられることになる。
 レジストリを扱うツールとして、レジストリ エディタがある。MS-DOSモードでレジストリを扱うという方法もあるが、レジストリ エディタを利用するほうがWindows上で実行できるため便利である。レジストリ エディタを起動するには、Windowsの[スタート]→[ファイル名を指定して実行]をクリック、[ファイル名を指定して実行]ダイアログボックスで、[名前]のところに 「regedit」と入力して[OK]をクリックする。これでレジストリ エディタが起動する。

 システムリソースSystem Resouce)

 「リソース」とはメモリ内に確保された特別な64KBの領域のことで、ここにアプリケーションなどて共用されるアイコンやマウスカーソル、ウィンドウやメニューなどのデータが保存される。ウィンドウを開くたびに、そのウィンドウの表示に必要なグラフィックデータなどがリソース領域に積み重なる形で保存されていく。リソース領域はいくらメインメモリを増設しても容量は変化せず、不要な常駐アプリケーションを解除することによってシステムリソースの空き容量を増やすことができるが、再起動しない限り完全には解放されない。こうしたことから、長時間操作を行なった時や多くのアプリケーションを起動した際などにリソース不足=メモリ不足がおこり、新しいウィンドウが開けなくなったり、アプリケーションも開けなくなり再起動が必要になる。
 リソース領域の64KBという容量の制限は、16ビットシステムでメモリ内へのデータの配置を65536「2の16乗)バイト(=64KB)単位で行なうことに起因している。システムの核となる部分の32ビット化が進んだウィンドウズ 95では、互換性のために64KBのリソース領域を残しつつ、32ビット化されたデータをリソース領域以外の部分に配置することでリソースが不足する問題の解消をはかっているが、完全ではない。16ビットモジュールはリソース領域に書き込まれるため、ウィンドウズ3.0/3.1にくらべて大幅に緩和されたものの、依然として制限は残っている。リソースの問題は、一部の16ビットモジュールが残されたことから生じた、いわば“ひずみ”のようなもので、この仕様がウィンドウズMeまで継承されている。
 リソースの値にはには「userリソース」と「GDIリソース」のうち、少ない方の値と等しい。
「userリソース」:ユーザーが行った操作に関わるリソースフォルダーウィンドウやダイアログボックス、メニューの表示をはじめ、キーボード及びマウスによる入力操作などによってリソースは消費される。
「GDI(Grapfics Device Interface)リソース」:画面の描画に関係する部分のリソース。アイコンやボタン、マウスカーソル、文字の表示をはじめ印刷などのグラフィカルな部分の描画によって消費される。
 フル32ビットのOSであるウインドウズ 2000、xpでは、基本的にウィンドウズ 9x系のOSのようなリソースという概念は存在しない。ただし、「デスクトップアプリケーションヒープ」というウィンドウベ−スのすべてのアプリケーションが使用する領域に関して4MBという制限が設けられている。この領域の不足によってウィンドウズ 9xのOSにおけるリソース不足と同じような状態になることがある。ヒープ領域の制限はパフォーマンスの低下を防ぐために設定されているわけだが、正常な状態では4MBの容量を使い切ることはまずありえない。しかし、アプリケーションのエラーなどが原因で、本来解放されるべき領域が解放されず(メモリリークと呼ぶ)、結果として使用可能な物理メモリ領域が残っていたとしても、メモリが足りないという事態に陥ることがある。

 DMADirect Memory Access

 DMAとは、CPUを介さずに、ハードディスクドライブなどから直接メモリにデータを転送する機能でこれによりパソコンのパフォーマンスが向上する。通常のデータ転送は、デバイス→CPU→メモリと経由する。DMA転送は、デバイスから直接メモリヘデータが転送されるため、CPUの負担が軽減される。
 設定はデバイスマネージャタブを開き、メモリ内にDMA用バッファを設けるには、DMAバッファ予約にチェックを入れ、数値を入力する。メモリ内でDMAに使用されるメモリ領土或を制限する場合は、メモリへのDMA転送を制限にチェックを入れ、制限するサイズを指定する。

 PIO(Programmed Input/Output

  IDEインターフェイスにおけるデータ転送方式の一種。プログラムでCPUに直接、I/Oポートを繰り返しアクセスさせて、IDEインターフェイスとデータ転送を行なうデータ転送方式。ハードウェアの設計は単純になる半面、CPUにかかる負担は重くなる。
 ATA-2/3/4では、PIO Mode0〜4まで定義されており、それぞれ3.3M/5.2M/8.3M/11.1M/16.7Mbytes/secという速度でデータを転送できる。

 その他

キャッシュファイル
 文字表示用 ttfCache  アイコン表示用 Shellcache は定期的に削除する。