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シリンダってこういうことですか⁉️ [5612]

 あつしさん(No.1) 
ハードディスクの単位についてです。
基本情報でも範囲になっていましたがその時は「ディスクが何枚かあって、それぞれ年輪があって、それが横に切られてる。その単位をプラッタ、シリンダ、トラック、セクタと言うんだよ」というレベルの理解でした。

その知識のまま応用情報のある練習問題を見つけました。「シリンダ数1500。1シリンダあたりのトラック数20。1トラックあたりのセクタ数40。1セクタあたりのバイト数512。このハードディスクの容量は?」というものです。
まず先頭の「シリンダ数1500」の意味がわかりませんでした。トラックが集まったものがシリンダであるなら、1500枚のディスクが縦に重なっているのでしょうか?

私はてっきりディスクとはCDのようなものをイメージしていました。実際は数センチの厚みの中に数千も重ねられるほど薄いものだったということですか?
2025.02.04 17:59
駆け出しさん(No.2) 
こんばんは。
シリンダの概念は縦繋がりのトラック数単位と考えています。

1シリンダあたりトラック数20なのであれば、一番上のトラックから真下に20段あるということかと思います。
シリンダの数が1500というのはプラッタの周りをトラックが1500週しているということじゃないですかね?

マンションに例えたら四角形になっちゃいますけど、20階建マンションで1フロアに1500部屋あり、101号室、201号室、301号室・・・って1階から20階までの1号室が1シリンダなんだと思います。
2025.02.04 22:00
jjon-comさん(No.3) 
AP プラチナマイスター
プラッタは円盤。円盤の表面と裏面がそれぞれ記録面になっています。

記録面には同心円状のトラックが存在します(陸上トラック競技のトラック走路のイメージ)。直径の細いトラックから直径の太いトラックまで、1500個の同心円が年輪のように存在します。

さらに、プラッタ(円盤)は縦方向に10枚、積まれています。プラッタは両面が記録面ですから、トラックは縦方向に20個、存在することになります。

No.2で触れられたとおり、シリンダ(筒)は縦方向のトラックの集まりを表す、仮想的な概念です。

比喩で説明するならば、同じ直径の竹ひごの輪が縦方向に20個並んで、円筒型のちょうちんの形を構成している。ただ、ちょうちんに紙は貼られておらず、20個の竹ひごの輪は宙に浮かんでいる。このときの「竹ひごの輪」がトラックで、「縦に並んで宙に浮かんだ20個の竹ひごの輪で構成された仮想的な筒」がシリンダです。

シリンダという仮想的な概念がわざわざ登場する理由は、それが磁気ディスクへの記録の順序に関係するからです。

↓プラッタ1のオモテ面のトラック1
↓プラッタ1のオモテ面のトラック2
↓プラッタ1のオモテ面のトラック3
↓プラッタ1のオモテ面のトラック4
↓プラッタ1のオモテ面のトラック5
↓プラッタ1のオモテ面のトラック6

の順に記録していくと、磁気ヘッドをブラッタの内側や外側に物理的に動かすことになり、時間がかかります。

それに対して、

↓プラッタ1のオモテ面のトラック1
↓プラッタ1の ウラ 面のトラック1
↓プラッタ2のオモテ面のトラック1
↓プラッタ2の ウラ 面のトラック1
↓プラッタ3のオモテ面のトラック1
↓プラッタ3の ウラ 面のトラック1

の順に記録していくなら、磁気ヘッドは、
櫛の歯のように複数の磁気ヘッドがプラッタとプラッタの間に入り込んでいますから、縦方向に並んだ同じ直径のトラックはすべて、磁気ヘッドを物理的に動かすことなく記録できます。
2025.02.04 22:52
jjon-comさん(No.4) 
AP プラチナマイスター
なので、磁気ディスク装置の容量を求める計算式は、

複数の円盤が縦に積み重なった物理的な姿からすると
次のような ((512×40)×1500)×20 を思いがちなのだけれど、

(1) セクタ(扇形)当たりのバイト数を、
(2) 1周分集めてトラックのバイト数とし、
(3a) トラックを細い円から太い円まですべて集めて円盤1面のバイト数とし、
(4a) 円盤1面を縦方向に並べて磁気ディスク装置全体の容量とする。

実際は次の ((512×40)×20)×1500 という式で計算するわけです。

(1) セクタ(扇形)当たりのバイト数を、
(2) 1周分集めてトラックのバイト数とし、
(3b) トラックを縦方向に並べてシリンダ(筒)のバイト数とし、
(4b) シリンダを細い筒から太い筒まですべて集めて磁気ディスク装置全体の容量とする。
2025.02.04 23:42
駆け出しさん(No.5) 
なるほど!
私もまだ勉強中なのでとても参考になりました!!

jjon-comさんありがとうございます!
2025.02.05 20:48
 あつしさん(No.6) 
jjon-comさん
駆け出しさん

 ご回答いただきありがとうございました。シリンダについての図はどれをみてもあるトラックについて描かれたものばかりであったため、図を見ても説明をみても分からない状態でした。

 しかしおかげで腹落ちしました。シリンダは各トラックごとに存在した仮想の筒であり、それにわざわざ用語を命名する必要があるということまで分かりスッキリです。
2025.02.06 10:05
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