혼자 공부하는 컴퓨터 구조+운영체제 7장 정리

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다양한 보조 기억 장치

하드 디스크

• 하드 디스크는 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치이다.
• 하드 디스크를 자기 디스크의 일종으로 지칭하기도 한다.
• 하드 디스크에서 실질적으로 데이터가 저장되는 곳은 플래터라고 한다.
  • 플래터를 회전시키는 구성 요소를 스핀들이라고 한다.
  • 스핀들이 플래터를 돌리는 속도는 분당 회전수를 나타내는 RPM이라는 단위로 표현된다.
  • 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성 요소는 헤드이다.
  • 헤드는 원하는 위치로 헤드를 이동시키는 디스크 암에 부착되어 있다.
  • 플래터는 트랙과 섹터라는 단위로 데이터를 저장한다.
• 탐색 시간은 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간을 의미한다.
• 회전 지연은 헤드가 있는곳으로 플래터를 회전시키는 시간을 의미한다.
• 전송 시간은 하드 디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간을 의미한다.

플래시 메모리

• NAND 플래시 메모리: 대용량 저장 장치로 많이 사용되는 플래시 메모리
• 셀: 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위
• 한 셀에 1비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리를 SLC타입
• 한 셀에 2비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리를 MLC타입
• 한 셀에 3비트를 저장할 수 있는 플래시 메모리를 TLC타입

SLC 타입

• 한 셀로 두 개의 정보를 표현 할 수 있다.
• 비트의 빠른 입출력이 가능하고, 용량 대비 가격이 높다.

MLC 타입

• 한 셀로 네 개의 정보를 표현 할 수 있다. 대용화하기 유리하다.
• 용량 대비 가격이 저렴하다.

TLC 타입

• 한 셀로 여덟 개의 정보를 표현할 수 있다.
• 대용량화 하기가 유리하다. 수명과 속도가 떨어지지만 용량 대비 가격도 저렴하다.
• 셀들이 모여 만들어진 단위를 페이지, 그 페이지가 모여 만들어진 단위를 블록이라고 한다. 블록이 모여 플레인, 플레인이 모여 다이가 된다.
• Free 상태는 어떠한 데이터도 저장하고 있지 않아 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태이다.
• Valid 상태는 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태이다.
• Invalid 상태는 쓰레기 값이라고 부르는 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태이다.
• 가비지 컬렉션은 유효한 페이지들만을 새로운 블록으로 복사한 뒤, 기존의 블록을 삭제하는 기능이다.

RAID의 정의

• RAID는 주로 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술이다. 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술이다.

RAID의 종류

• RAID 구성 방법을 RAID 레벨이라고 표현한다.
• RAID 0은 여러 개의 보조기억장치에 데이터를 단순히 나누어 저장하는 방식이다.
• 저장되는 데이터가 하드 디스크 개수만큼 나뉘어 저장된다.
• 줄무늬처럼 분산되어 저장된 데이터를 스트라입 이라고 한다.
• 분산하여 저장하는 것을 스트라이핑 이라고 한다.
• 저장된 정보가 안전하지 않다. RAID 0으로 구성된 하드디스크 중 하나에 문제가 생긴다면 정보를 읽는 데 문제가 생길 수 있다.

RAID 1

• RAID 1은 복사본을 만드는 방식이다. 거울처럼 완전한 복사본을 만드는 구성이기에 미러링이라고 부른다.
• RAID 1에 어떠한 데이터를 쓸 때는 원본과 복사본 두 군데에 쓴다.

RAID 4

• RAID 4는 RAID 1처럼 완전한 복사본을 만드는 대신 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장한 장치를 두는 구성 방식이다.
• 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 패리티 비트라고 한다.
• RAID 4에서는 패리티 정보를 저장한 장치로써 나머지 장치들의 오류를 검출한다.
• RAID 4는 RAID 1보다 적은 하드 디스크로도 데이터를 안전하게 보관 할 수 있다.

RAID 5

• RAID 4에서는 어떤 새로운 데이터가 저장될 때마다 패리티를 저장하는 디스크에도 데이터를 쓰게 되므로 패리티를 저장하는 장치에 병목 현상이 발생한다.
• RAID 5는 패리티 정보를 분산하여 저장하는 방식으로 RAID 4의 문제인 병목 현상을 해소한다.

RAID 6

• 기본적으로 RAID 5와 같으나, 서로 다른 두 개의 패리티를 두는 방식이다.