コンピューターの心臓部とも言えるメモリには、「ROM」と「RAM」という二つの大きく異なるタイプが存在します。
これらの違いを明確に理解しているでしょうか？
ITパスポート試験では、これら基本的な構成要素の理解がしばしば問われます。
ROMは一度書き込まれたデータを失わない「読み取り専用メモリ」であり、コンピューターの起動や基本的な動作指令に不可欠です。
対照的に、RAMは「ランダムアクセスメモリ」として知られ、データの一時的保持と変更を可能にすることでアプリケーションの実行をスムーズにします。
この記事では、ROMとRAMの基本的な機能から、それぞれの種類、使い分け、そしてITパスポート試験での出題傾向に至るまで、一通りをわかりやすく解説しています。
これを読めば、試験の準備はもちろん、日常のコンピューター利用においてもその知識が役立つこと間違いなしです。
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ROMとは
Computer memory closeup in blue ambiance
ROMとは、Read Only Memoryの略で、読み取り専用のメモリ。
ROMには、コンピューターを起動する際に必要なプログラムやデータがあらかじめ記録されています。
主な役割は、コンピューターの基本的な制御や初期化を行うこと。
ROMには、以下のような種類があります。
| 種類と正式名称 | 説明 |
|---|---|
| PROM (Programmable Read-Only Memory) | 製造時に1度だけデータを書き込める |
| EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) | 紫外線で消去して再書き込み可能 |
| EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) | 電気的にデータの消去と書き込みが可能 |
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RAMとは
RAMは、Random Access Memoryの略で、コンピューターがデータを一時的に記録し、読み書きできるメモリです。
RAMは、プログラムの実行中にデータを保持したり、処理の過程でデータを書き換えたりする役割を担っています。
RAMには、主に以下の2種類があります。
| 種類 | 説明 |
|---|---|
| DRAM (Dynamic Random Access Memory) | 電荷の有無でデータを保持する揮発性のメモリ |
| SRAM (Static Random Access Memory) | フリップフロップ回路を使うため消費電力が大きいが高速 |
ROMとRAMの違い
同じメモリのROMとRAM。
この項目で違いを比較していきましょう。
| 特性 | ROM | RAM |
|---|---|---|
| 読み書き能力 | 読み取り専用。一度書き込まれたデータを書き換えることはできない。 | データの読み書きが自由に行える。 |
| 揮発性 | 電源が切れてもデータが保持される不揮発性のメモリ。 | 電源が切れるとデータが消える揮発性のメモリ。 |
| アクセス速度 | RAMよりも遅い。 | ROMよりも速い。 |
| コスト | 大量生産が可能で低コスト。 | ROMよりも高コスト。 |
読み書き能力
まず、読み書き能力。
ROMは「読み取り専用メモリ」として知られており、一度書き込まれたデータは変更することができません。
これは主にコンピューターを起動する際やシステムの基本動作に使用されるためです。
一方、RAMは「ランダムアクセスメモリ」と呼ばれ、データの読み書きが自由に行えるため、アプリケーションの実行中に必要な情報を一時的に保持し、すばやく処理できます。
揮発性
次に、揮発性。
RAMは電源が切れると中のデータが失われます。
これに対してROMは電源が切れてもデータを保持し続けるため、重要な情報が安全に保存されます。
アクセス速度
アクセス速度に関しては、RAMの方がROMよりもはるかに速いです。
この速さが、コンピューターが迅速に動作する理由の一つ。
一方で、ROMはデータの永続的保存に特化しており、頻繁にアクセスする必要がないため、速度はそれほど重視されません。
コスト面
最後にコスト面では、ROMは大量生産に適しているため比較的安価。
RAMは高度な技術が必要とされるため、製造コストが高くなります。
ROMとRAMの具体例での使い分け
ROMとRAMは、コンピューターや他の電子デバイスにおいて非常に特定の目的で使用されます。
それぞれの役割を具体例を交えて詳しく見てみましょう。
パソコンを起動する際、ROMにはBIOS（Basic Input/Output System）と呼ばれる基本的な制御プログラムが格納されています。
BIOSはハードウェアの初期化や設定を管理し、OSがディスクから読み込まれるまでのプロセスを監督。
このプロセスで、コンピューターは使用準備が整い、システムの基本的な通信が可能になります。
一方、RAMはデータの読み書きが自由に行えるため、アプリケーションの実行中には中心的な役割を果たします。
例えば、文書を編集するWordや、インターネットブラウザなどのアプリケーションが起動されると、関連するプログラムや使用中のデータがRAMに読み込まれます。
これにより、高速にデータへアクセスし、変更を加えることができるため、効率的な処理が可能になります。
また、ゲーム機では、ROMが別の形で利用されています。
多くのゲーム機で使用されるカートリッジやディスクは、実際にはROMの一種。
これらのROMにはゲームのプログラムやデータが事前に書き込まれており、ゲーム機本体はこれを読み取ってゲームを実行します。
ROMを使用することで、ゲームデータを永続的に保存でき、何度でも同じ内容を再生できます。
このように、ROMとRAMはそれぞれ異なる特性を持ち、コンピューターの異なるニーズに応じて使い分けられています。
ROMはデータを安全に長期間保存するのに適しており、RAMは迅速なデータ処理が求められる状況でその力を発揮。
これらのメモリがうまく機能することで、私たちのデジタルデバイスはスムーズに動作し、多様なタスクを効率良くこなすことができるのです。
ITパスポートで出題される例題
ここからは、ITパスポート試験を実施している組織であるIPAが公開した、ROM/RAMに関するITパスポートの試験問題を紹介し、解説をします。
問.二つの安定状態をもつ順序回路はどれか。
ア NANDゲート
イ 加算器
ウ コンデンサ
エ フリップフロップ（平成26年 秋期 基本情報技術者 午前 問22）
この問題は、コンピューターのハードウェアで使われる基本的な論理回路について問うものです。
正解は4. フリップフロップです。
フリップフロップは、2つの安定した状態(論理0と論理1)を持つ順序回路の一種です。
入力信号に応じて状態が切り替わり、その状態を維持(記憶)する機能があります。
一方、選択肢の他の回路については、以下のように2つの安定状態を持ちません。
NANDゲート NANDゲートは、組み合わせ論理回路の一種で、入力に応じた論理値を出力しますが、状態を維持する機能はありません。
加算器も、組み合わせ論理回路の一種で、2つの値を加算する回路です。
内部に状態を維持する機能はありません。
コンデンサ コンデンサは、電荷を蓄積する受動素子で、論理回路ではありません。
フリップフロップは、コンピューターの記憶装置(メモリ)の基本となる回路で、RAMやレジスタなどに用いられています。
フリップフロップは、2つの安定した状態を利用してデータを記憶します。
このように、順序回路の中でも特にフリップフロップが2つの安定状態を持つ重要な回路なので、この問題の正解となります。
ITパスポート試験では、このようなコンピューターのハードウェアの基礎が問われる問題が出題されます。
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まとめ
- ROMは読み取り専用の不揮発性メモリ
- RAMはデータの読み書きが可能な揮発性メモリ
- ROMはコンピューター起動時の基本プログラム保持に使われる
- RAMはアプリケーションの実行中にデータを一時保持する
- RAMの方がROMよりもアクセス速度が速く、コストが高い
このようにROMとRAMは役割と特性が異なり、コンピューターでは用途に応じて使い分けられています。
ITパスポートの試験では、このROMとRAMの違いを問われる可能性があります。
2つのメモリの違いをしっかり理解して試験に挑みましょう。
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