Chapter.07 - 보조기억장치

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보조기억장치

하드 디스크 (HDD 등) , 플래시 메모리 (USB메모리, SD카드, SSD 등) 와 같은 것

하드 디스크

자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억장치

자기 디스크의 일종으로 지칭하기도 한다.

하드 디스크의 구성

플래터 (원판)

수많은 N극 과 S극 이 있고 N극은 0 , S극은 1의 역할을 수행한다.

스핀들 (회전축)

플래터를 회전시키는 역할

헤드

데이터를 읽고 쓰는 역할

디스크암

헤드를 이동시키는 역할

플래터

트랙과 섹터라는 단위로 데이터를 저장한다.

트랙은 운동장 트랙과 같이 플래터 위의 하나의 원을 의미하고, 섹터는 플래터를 피자 조각처럼 여러 조각으로 나눈다고 가정할 때 하나의 조각을 의미한다.

섹터는 하드 디스크의 가장 작은 전송 단위이다.

실린더는 여러 겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치한 곳을 모아 연결한 논리적 단위이다.

연속된 정보는 보통 한 실린더에 기록한다. 또한, 플래터의 앞면, 뒷면을 모두 사용한다.

데이터에 접근하는 시간

탐색 시간

데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간

회전 지연

헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간

전송 시간

데이터를 전송하는 시간

플래시 메모리

전기적으로 데이터를 읽고 쓸 수 있는 반도체 기반의 저장 장치

셀 : 플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위

플래시 메모리 단위

셀 → 페이지 → 블록 → 플레인 → 다이

읽기 & 쓰기는 페이지 단위 / 삭제는 블록 단위

페이지의 상태

Free

새로운 데이터 저장 가능

Valid

유효한 데이터 저장됨

Invalid

의미없는 데이터 저장됨

플래시 메모리는 덮어쓰기가 불가하여 기존 데이터를 수정하려면 새로운 데이터를 저장한다. 그래서 의미있는 데이터가 저장된 페이지들을 새로운 블록으로 복사하여 기존의 블록을 삭제하는 가비지 컬렉션 기능을 제공한다.

플래시 메모리 종류

RAID

데이터의 안전성과 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 디스크를 하나의 논리 디스크처럼 사용하는 기술

RAID를 구성하는 방법을 RAID 레벨이라고 표현하는데, 대중적으로 RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5, RAID 6 을 사용한다.

* RAID 0

여러 개의 디스크에 데이터를 분산하여 저장하는 구성 방법

이 때 분산하여 저장된 데이터를 스트라입이라고 하고 이러한 행위를 스트라이핑이라고 한다.

하나의 대용량 저장장치와 다르게 동시에 IO 을 할 수 있기 때문에 속도가 빨라진다.

단점은 하나의 디스크에 문제가 생기면 스트라입을 읽을 수 없다.

* RAID 1

원본을 저장하고 복사본도 저장을 하는 구성 방법

쓰기 속도가 RAID 0 보다 느리다.

복사본 저장 때문에 사용할 수 있는 디스크의 용량이 작아진다.

* RAID 4

복구를 위한 정보를 저장하는 디스크를 두는 구성 방법

오류를 검출하고 복구를 위한 정보 : 패리티 비트

* RAID 5

패리티 정보도 분산하여 저장하는 구성 방법

* RAID 6

패리티 정보를 두 개씩 두고 분산하여 저장하는 구성 방법