【第14章】ファイルと補助記憶装置
このカテゴリーもいよいよ終点に近づいてきました。この章と次章ではファイルを使うプログラムについて学びます。ファイルについて勉強するには、ファイル名、拡張子、補助記憶装置（媒体）などについても知る必要があります。本カテゴリーの目的は「プログラミング体験」と「プログラミング的思考を身につける」ですから、Windowsパソコン初心者の方でもわかるよう、この辺は必要最小限の範囲にとどめ、なるべく平易に説明します。またWord、Excelなどをすでに使っていて、ファイルについての基本知識がある方は※の節は読み飛ばしていただいてかまいません。
またTiny Basic for Windowsではファイルを取り扱う方法は①旧来の方法②.NET Frameworkに対応した方法（新しい方法）の２つがありますが、本カテゴリーではファイルとはどういうものかを知るために①の方法に基づいて説明します。
【ファイルとは】※
図14-4は一般的にファイルとよばれているもので、○月分売上伝票とか○年○組生徒指導要録など、同じ種類（目的）の書類をまとめておくのに使われます。
コンピュータのファイルも基本的にはこれと同じで①同じ種類（目的）のデータをまとめておくものです。ただコンピュータのファイルには②ある目的のための材料箱というものもあります。本カテゴリーでは①の意味でのファイルについて中心にお話します。
図14-1.事務用品のファイル
【ファイル・レコード、アイテム】※
ファイルとは同じ種類（目的）のデータをまとめておくものでした。たとえば担任クラスの生徒の名簿を考えてみます（図14-2）。
図14-2.名簿の例
これがファイルです。ファイルの中の１件１件のデータ（この例なら１行）をレコードといい、１件のレコードを構成する各項目（この例なら出席番号、氏名、ヨミガナ）をアイテムといいます。
プログラムを作るとき、最初に処理の手順（アルゴリズム）を考えたように、ファイルを使うには先にファイル設計をしておく必要があります。もし名簿が図14-3のようだったら、こんな名簿使いにくいことこの上ないですね。
図14-3.使いにくい名簿
このように１レコード中のアイテムの並びをどうするのか先に決めておくことが大切です。ここでは図14-2のように出席番号、氏名、ヨミガナの順としておきます。
【主記憶装置と補助記憶装置】※
図14-4.コンピュータを構成する各装置
第４章で出てきたこの図をもう一度復習しましょう。今のノートパソコンでは一見してもわかりませんが、コンピュータの中身は図14-4のようになっています。今までやってきたプログラム、たとえば次のプログラムは、図14-4の主記憶装置より上の部分（中央処理装置＝Central Processing Unit＝CPU、入力装置、出力装置、主記憶装置）だけを使っています。
INPUT "A=",A
INPUT "B=",B
C=A+B
PRINT "A+B=";C
END
ファイルを使うプログラムでは補助記憶装置（固定ディスク装置、CD/DVDドライブ、USBメモリ、ＳＤカードなど）も使います。まず主記憶装置と補助記憶装置はどう違うのかを知っておきましょう。
上のプログラムの場合、キーボードから入力された２つの数を、それぞれ変数Ａ、Ｂに記憶します。このとき２つの変数は主記憶装置内に自動的に格納されます。これは主記憶装置はCPUが直接管理しているからです。これに対してデータを主記憶装置ではなく、補助記憶装置に記憶する場合、①使用するファイルを開く②データをファイルに書き込む③ファイルを閉じるというステップを踏まなくてはなりません。これは補助記憶装置はCPUが直接管理していないため、使うための準備から後始末まで、すべてプログラムでやらなくてはならないからです。
【補助記憶装置と補助記憶媒体】※
ここで、何の説明もなく補助記憶装置という言葉を使いましたが、具体的な例でみてみましょう。目で見て最もわかりやすいCD/DVDドライブを例にとります。
図14-5.補助記憶装置（CD/DVDドライブ）
これはパソコン内蔵のCD/DVDドライブです。ここに音楽CDをセットすればパソコンをCDプレイヤーとして、映画やドラマなどのDVDをセットすればDVDプレイヤーとして使用することができます。そしてここに書き込み可能なCD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW（以下、ディスクといいます）などをセットすれば、このCD/DVDドライブは補助記憶装置となります。上の写真をよく見ると、中心にセットしたCD、DVDを回転させる軸とディスクの内容を読み取ったり、ディスクにデータを書き込む光ヘッドがあるのが見えます。このような駆動装置、アクセス装置を総称して補助記憶装置といいます。
図14-6.補助記憶媒体（DVD-R）
この装置にセットするディスクのひとつが図14-6のDVD-Rです。補助記憶装置にセットして使用するディスク、USBメモリなどを補助記憶媒体（最近ではメディア、ストレージというようです）といいます。ファイルはこの補助記憶媒体に書き込まれます（記録されます）。
図14-7.補助記憶媒体を補助記憶装置にセットしたところ
このとおり補助記憶装置とは補助記憶媒体の内容を読み書きする装置のことなのですが、本カテゴリーでは煩雑さを避けるため補助記憶媒体をセットした状態（図14-7）を補助記憶装置と呼ぶことにします。
［主記憶装置と補助記憶装置の特性と欠点］※
①記憶容量
一般的に主記憶装置と補助記憶装置では補助記憶装置の方が記憶容量が大きいです。筆者のパソコンの場合、主記憶装置の記憶容量は8GB（ギガバイト）ですが、使用している補助記憶装置はいちばん容量が小さいもので500GBほどです。今日ではコンビニで売ってるUSBメモリやSDカードでも32GB、64GBくらいが普通になっています。なので全校生徒（児童）の指導要録などの大量の（容量の大きい）データはファイルとして補助記憶装置に、計算結果や処理中のデータは保存の必要がない限り主記憶装置内だけで扱うようにします。
②速度
主記憶装置と補助記憶装置では主記憶装置の方が記憶・記憶内容の読み出しの速度が速いです。今日のパソコン用補助記憶装置で一般的な事務処理プログラム程度ではあまり意識する必要はありませんが、画像・音声・動画を大量に扱う場合、補助記憶媒体への書き込み速度はシステム全体の運用効率にかなり影響が出ます。
③保存性
最後にこの節で最も大事なことを知っておきましょう。それは補助記憶装置の記憶は媒体が物理的に破損するか記録内容を消去するプログラムを実行しない限り永久に残るということです。これに対して主記憶装置の記憶内容はパソコンの電源を切るかパソコンを再起動かけたところですべて消えます。なので永久に保存しておきたいデータは補助記憶装置に記憶させるようにします。
