基本情報技術者 2012年 秋期 午前（科目A） 問11

並列にアクセス可能な複数台の磁気ディスクにブロックを分割・分散配置して高速化する手法はどれか【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論: 並列アクセス可能な複数台ディスクにブロック単位で分散配置して高速化する手法はディスクストライピングである。
• 根拠: データをストライプ（ブロック）単位で複数ディスクに分散すると、同時に複数ディスクへI/Oを並列実行でき帯域が合算されるため。
• 差がつくポイント: ストライピング（RAID0）は速度重視で冗長性を持たない点を押さえ、ミラーリングやパリティ方式と混同しないこと。

正解の理由

よくある誤解

• 「ミラーリングも高速化する」と考える誤解：ミラーリング（RAID1）は冗長化のための複製であり可用性が主目的。読み取りは並列化で若干改善可能でも、ストライピングほど帯域合算効果は基本的に期待できません。
• 「キャッシュと同じもの」との混同：ディスクキャッシュはメモリ上で頻度の高いデータを保持してアクセス遅延を低減する技術で、物理ディスクを分散して並列化するストライピングとは根本的に異なります。
• 「ストライピングは冗長化もする」との誤認：標準的なストライピング（RAID0）は冗長性がなく、1台の故障が全データ損失につながる点を見落としやすいです。

解法ステップ

1. 問題文のキーワードを拾う：「並列にアクセス可能」「複数台の磁気ディスク」「一定サイズのブロックに分割」「分散配置」「高速化」。
2. 各選択肢の意味を短く照合する：ア（ディスクアットワンス）は光学メディア書き込み用語、イ（ディスクキャッシュ）はキャッシュ、エ（ミラーリング）は複製による冗長化。
3. 「分割して分散し並列アクセスで高速化」に該当するのがストライピングであると判断する。
4. 冗長性の有無やRAIDレベル（RAID0＝ストライピング、RAID1＝ミラーリング）を確認して誤答を除外する。

選択肢別の誤答解説

• ア: ディスクアットワンス — CD-R等でメディア全体を一度に書き込む方式を指し、複数ディスクに分散して並列化する意味ではない。
• イ: ディスクキャッシュ — 主にメモリ上のキャッシュによるアクセス短縮技術で、ディスクを分散して並列化する手法ではない。
• ウ: ディスクストライピング — 正解。データをブロック（ストライプ）単位で複数ディスクに分散し、並列アクセスでスループットを向上させる手法（RAID0）。
• エ: ディスクミラーリング — データを複製して別のディスクに同じ内容を保持し冗長性を確保する手法（RAID1）。可用性向上が目的であり、ストライピングのような帯域合算による高速化とは目的が異なる。

補足コラム

• ストライピングの「ストライプサイズ（チャンクサイズ）」は性能に影響します。大きなストライプサイズは大きな連続I/Oに強く、小さなサイズはランダムI/Oで有利になることがあります。
• ストライピング自体は冗長性を持たないため、重要データにはミラーリングやパリティ（RAID5/6）の併用を検討します。RAID5はストライピング＋分散パリティで容量効率と冗長性のバランスを取ります。
• 実効的なスループットはコントローラやディスク間の同期、I/Oパターン、オーバーヘッドによって理想値$N\times B$より低くなります。

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