[혼공] Ch 04. 보조기억장치와 입출력장치

컴퓨터의 4가지 주요 부품
1. CPU
2. 주기억장치
3. 보조기억장치
4. 입출력장치

이번에는 보조기억장치, 입출력장치에 대해 알아보자.

각자에 해당하는 부품들, 데이터 처리 방식에 대해서 학습할 것이다.

보조기억장치

• 개념
  주기억장치는 실행중인 프로그램을 저장한다면,
  보조기억장치는 현재 실행중인 아닌 프로그램의 데이터들을 저장한다.
• 종류
  • HDD
    하드디스크는 대표적으로 사용하는 보조기억장치이다.
  • SSD
    요즘 각광받는 보조기억장치이다. 
  • USB
    오늘은 보조기억장치의 대표주자 HDD에 대해 집중적으로 탐구한다.
• HDD의 구성요소
  
  • 플래터
    HDD 데이터가 저장되는 곳이다. HDD는 자성으로 데이터를 저장한다.
    그래서 HDD에 강한 자성체가 가까이 있으면 데이터가 손상될 수 있다.
    
    플래터는 트랙, 섹터 단위로 데이터를 저장한다. 
    • 트랙
      하드디스크의 동심원에 해당하는 부분이다.
    • 섹터
      하드디스크의 세로에 해당하는 부분이다.
    •  
  • 헤더
    데이터를 읽는 부분이다.

 그렇다면 하드디스크에 저장된 데이터를 탐색하기 위해서 고려해야할 사항들은 무엇일까?

HDD 작동 영상을 보면 알듯이, HDD 헤드의 움직임에 많은 영향이 있다.

• 탐색시간 : 저장된 트랙으로 헤더가 이동하는 시간이다.
• 회전지연 : 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간
• 전송 시간 : 하드디스크와 컴퓨터 간 데이터를 전송하는 시간

그렇다면 HDD에서 데이터를 어떻게 저장할까?

• HDD 정리글
• https://babytiger.netlify.app/posts/hdd/
• HDD 총망라 요약편
• https://www.youtube.com/watch?v=wteUW2sL7bc
• HDD 실제작동
  https://www.youtube.com/watch?v=3owqvmMf6No

 

플래시 메모리

플래시 메모리는  비휘발성 반도체 장치이다. 빠르게 데이터 저장이 가능하고 비휘발성이기 때문에  ROM,  USB, SD 카드, SSD 등에서 사용한다.

 

논리 게이트 유형에 따라 NAND 플래시 메모리, NOR 플래시 메모리가 있다.

 

플래시 메모리는 셀(cell)이라는 단위가 있다. 한 셀에 몇 비트를 저장할 수 있는지에 따라 플래시 메모리 종류가 나뉜다.

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

쉽게 이해하자면, 셀이 집이라 생각해보자.

집 내부 인원수가 많을수록 움직이는 속도가 느릴 것이다.

 

• 플래시 메모리의 읽기/쓰기
  읽기/쓰기는 페이지 단위, 삭제는 블록 단위로 이루어진다.

 

RAID

이제는 더욱 안전하게 보조기억장치에 데이터를 저장하는 방법들에 대해 알아보자.

 

 프로그래머들은 항상 최악의 상황을 가정해야한다.

 1개 보조기억장치에 저장했는데 갑자기 고장나는 경우가 있을수도, 저장된 데이터가 잘못된 경우도 있을것이다....

 

RAID는 데이터의 안전성 혹은 높은 성능을 위해 N개의 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치로 사용하는 기술이다.

 

 

 

• RAID0
  n개의 보조기억장치에 데이터를 단순히 나누어서 적재한다.
• RAID1
  복사본을 만드는 방식이다.
• RAID4
  패리티 비트를 저장하는 장치를 따로 둔다
  * 패리티비트 : 오류 검출의 용도로 사용하는 비트. 일반적으로 패리티비트로 오류 수정불가하지만, RAID에서는 패리티값으로 오류 수정이 가능하다.
• RAID5
  패리티를 분산해서 저장한다.
• RAID6
  서로 다른 2개의 패리티를 저장한다.