Data Engineering/혼공컴운
혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제 7장 정리
potatode
2025. 1. 20. 07:21
7. 보조기억장치
7.1 다양한 보조기억장치
하드디스크
: 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치
- 대용량 저장 장치가 필요한 작업이나 서버실에 자주 출입하는 작업을 한다면 하드 디스크를 자주 접함
- 플래터 : 하드 디스크에서 실질적으로 데이터가 저장되는 동그란 원판
- 자기 물질로 덮여 있어 수많은 N극과 S극을 저장 ⇒ 0과 1의 역할을 수행
- 하드디스크는 여러 겹의 플래터로 이루어짐
- 스핀들 : 플래터를 회전시키는 구성요소
- 플래터를 돌리는 속도 : RPM - 분당 회전수
- 헤드 : 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소
- 디스크 암 : 헤드를 원하는 위치로 이동
- 플래터 저장 원리
- 트랙, 섹터 단위로 데이터 저장
- 트랙 : 플래터를 여러 동심원으로 나누었을 때, 하나의 원
- 섹터 : 트랙은 피자처럼 여러 조각으로 나뉘는데, 그 중 한조각
- 하드디스크의 가장 작은 전송 단위
- 실린더 : 여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모아 연결한 논리적 단위
- 연속된 정보는 한 실린더에 기록됨 ⇒ 디스크 암을 움직이지 않고도 바로 데이터 접근 가능하므로
- 저장된 데이터 접근 과정
- 탐색 시간 : 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간
- 회전 지연 : 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간
- 전송 시간 : 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간
- 탐색 시간, 회전 지연을 단축시키기 위해서는 RPM을 높이는 것도 중요하지만
참조 지역성 = 접근하려는 데이터가 플래터 혹은 헤드를 조금만 옮겨도 접근할 수 있는 곳에 위치 하는 것도 중요함!플래시 메모리
- USB 메모리, SD 카드, SSD
: 전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치
- 셀 : 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위
- 셀이 모여 MB, GB, TB 용량을 갖는 저장 장치가 되는 것
- 셀에 따른 플래시 메모리 종류
- SLC : 한 셀에 1비트 저장
- MLC : 한 셀에 2비트 저장
- TLC : 한 셀에 3비트 저장
- SLC 타입
- 한 셀로 2개의 정보 표현 가능
- 비트의 빠른 입출력 가능
- 용량 대비 가격 높음
- MLC 타입
- 한 셀로 4개의 정보 표현 가능
- SLC보다 대용화에 유리
- SLC보다 용량 대비 가격 저렴
- TLC 타입
- 한 셀로 3비트씩 저장 가능 ⇒ 8개의 정보 표현 가능
- SLC, MLS 보다 수명, 속도가 떨어지지만 용량 대비 가격 저렴
- 단위
- 셀이 모여 만들어지는 단위 : 페이지
- 페이지가 모여 만들어진 단위 : 블록
- 블록이 모인 단위 : 플레인
- 플레인이 모인 단위 : 다이
- 플래시 메모리에서 일기와 쓰기는 페이지 단위로 이루어짐
- 삭제는 블록 단위로 이루어짐
⇒ 읽기/쓰기 단위와 삭제 단위가 다르다는 것이 플래시 메모리의 가장 큰 특징
- 페이지의 상태
- Free
- : 어떤 데이터도 저장하고 있지 않아 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태
- Valid
- : 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태
- Invalid이러한 쓰레기 값 정리를 위해 ‘가비지 컬렉션’ 기능 제공→ 기존 블록 삭제
- : 유효한 페이지들만을 새로운 블록으로 복사
- : 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태
7.2 RAID의 정의와 종류
: 데이터의 안정성 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술
- 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술
RAID의 종류
- RAID의 구성방법 = RAID 레벨
- 레벨은 대표적으로 0,1,2,4,5,6,10… 등이 존재
RAID 0
- 스트라입 : 줄무늬처럼 분산되어 저장된 데이터
- 스트라이핑되면 저장된 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빨라짐
- 단점
- 정보가 안전하지 않음
- 하나의 하드디스크에서 문제가 생기면 다른 모든 하드 디스크의 정보를 읽는데 문제 발생 가능성
- 정보가 안전하지 않음
RAID 1
- 쓰기 속도는 RAID 0 보다 느림
- 복구가 매우 간단함
- 단점
- 하드 디스크 개수가 한정되었을 때 사용 가능한 용량이 적어짐
RAID 4
- 패리티 비트 : 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보
- RAID 1보다 적은 하드디스크로 데이터를 안전하게 보관 가능
RAID 5
- RAID 4의 병목 현상을 해소
RIAD 6
- 오류를 검출하고 복구할 수 있는 수단이 2개 생김
- 데이터 더욱 안전하게 보관 가능
- 단점
- 새로운 정보 저장 시 함께 저장할 페리티가 2개이므로, 쓰기 속도는 5보다 느림
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