컴퓨터 구조 | 보조기억장치, 입출력장치

 

7.보조기억장치

 

7.1 다양한 보조기억장치

 

하드 디스크

- 자기적인 방식으로 데이터를 저장

- 플래터 : 실질적으로 데이터가 저장되는 곳

               트랙과 섹터로 나뉘고 같은 트랙이 모여 실린더를 이

- 스핀들 : 플래터를 회전시키는 구성 요소 (RPM단위 사용)

- 헤드 : 플래터를 대상으로 읽고 쓰는 구성 요소

- 디스크 암

 

하드 디스크가 데이터에 접근하는 시간

- 탐색 시간 : 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간

- 회전 시간 : 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간

- 전송 시간 : 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간

 

플래시 메모리

- 전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반 저장 장치

- ex ) USB 메모리, SD 카드, SSD

- 셀 : 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위

         하나의 셀에 몇 비트를 저장할 수 있느냐에 따라 플래시 메모리 종류가 나뉨 (SLC, MLS, TLC)

구분	SLC	MLC	TLC
셀당 bit	1bit	2bit	3bit
수명	길다	보통	짧다
읽기/쓰기 속도	빠르다	보통	느리다
용량 대비 가격	높다	보통	낮다

 

- 읽기와 쓰기는 페이지 단위로, 삭제는 블록 단위로 이루어짐

 

 

7.2 RAID의 정의와 종류

 

RAID

- 데이터의 안정성, 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술

 

RAID의 종류

 

RAID 0

- 여러 개의 보조기억장치에 데이터를 단순히 나누어 저장하는 방식

- 하나의 디스크에 문제가 생기면 다른 모든 하드 디스크의 정보를 읽는 데 문제가 생길 수 있음

 

RAID 1

- 복사본을 만드는 방식(미러링)

- 원본과 복사본 두 군데 데이터를 쓰기떄문에 RAID 0보다는 쓰기 속도가 느림

- 같은 디스크가 두개 있는 셈이라 복구가 매우 간단함

 

RAID 4

- RAID 1처럼 복사본을 만드는 대신 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장한 장치를 두는 방식

- 패리트 비트 : 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보

- RAID 1보다 적은 하드디스크로 데이터를 완전하게 보관 가능

- 새로운 데이터가 저장될 떄마다 패리티를 저장하는 디스크에도 데이터를 쓰게되므로 패리티를 저장하는 장치에 병목현상이 발생하는 문제가 있음

 

RAID 5

- 패리티 정보를 분산항 저장하는 방식으로 RAID 4의 병목 현상 해소

 

RAID 6

- RAID 5와 기본 구성은 같으니 서로 다른 두 개의 패리티를 두는 방식

-> 오류를 검출하고 복구할 수 있는 수단이 두 개 생긴 셈

 

 

 

8. 입출력장치

8.1 장치 컨트롤러와 장치 드라이버

장치 컨트롤러 내부

- 데이터 레지스터 : CPU와 입출력장치 사이에 주고받을 데이터가 담기는 레지스터

- 상태 레지스터 : 입출력장치가 입출력 작업 할 준비 되었는지, 작업 완료되었는지, 오류는 없는지 등의 상태 정보 저장

- 제어 레지스터 : 입출력장치가 수행할 내용에 대한 제어 정보와 명령을 저장

 

장치드라이버 

- 장치 컨트롤러가 컴퓨터 내부와 정보를 주고받을 수 있게 하는 프로그