보조기억장치와 데이터 저장

보조기억장치 개요

 

실행할 프로그램의 명령이나 데이터를 중앙처리장치(CPU)가 직접 읽거나 기록하기위해 사용되는 기억장치를 주기억장치라고 한다. 컴퓨터시스템에는 주기억장치 뿐만아니라 주기억장치를 보조할 기억장치인 보조기억장치가 필요로 한다.

1. 매우큰 용량의 기억장치가 필요 : 응용프로그램, 풍부한 컨텐츠 활용하도록 발전하였다 -> 주기억장치는 용량이 작아 보조할 별도의 보조기억장치가 필요로 한다.

2. 비휘발성 기억장치 필요 : DRAM은 전원이 켜져 있는 상태에만 데이터를 기억할수있다. 하지만 전원이 꺼지면 기억된 내용이 모두 사라지는 휘발성메모리이다. 보조기억장치는 비휘발성 메모리 이므로 필요성 충족.

 

지역성(Locality) : 프로그램의 실행형태가 기본적으로 순차적인 형태, 사용중인 일정 영역을 집중적으로 사용하는 특성

주기억장치 는 보조기억장치에비해 빠른 기억장치이지만 CPU의 동작속도에 비하면 매우느린 장치이다. CPU와 주기억장치 사이에 캐시메모리(Cache Memory)를 두어 컴퓨터의 성능을 향상시켜준다.

 

데이터가 저장되는 매체

1. 순차적 접근 : 자기테이프 종류

2. 임의적(직접 접근) :  자기디스크, 광디스크, 플래시메모리 

 

- 자기테이프 기억장치

자기테이프 장치는 대표적인 순차접근 기억장이다. 데이터가 기록되거나 읽혀질 때 순차적으로 수행되어야 하는 장치이다. 주로 자료 백업(Back up ) 용으로 보관하기위한 보조매체로 사용되고 있다.

- 자기디스크 기억장치

매우짧은 시간에 데이터를 검색할수 있는 저장방법, 1950년 호텔예약과 같은 시스템에 컴퓨터시스템을 적용시키기 위해 DASD( Direct Access Storage Device) 장치 개발

종류

1. 플로피디스크 : 흔히 디스켓이라 부르며, 1970~1990년 까지 보조기억장치로 활용되었다. 

2. 하드디스크 : 모든컴퓨터 에서 가장 보편적으로 활용되고 있는 저장장치, 많은양의 데이터를 저장할수 있기때문에 대용량 저장장치라고도 한다.

오늘날의 하드디스크는 대용량을 저장할수있는 디스크 어레이 등 형태로 크게 나눌수 있다.디스크 어레이를 사용하면 만일 발생할수있는 장애에도 효과적으로 대처할수 있어 저장장치의 신뢰성을 높이고 있다. 현재는 값이 싸다는 의미보다는 독립적(Independent)라는 단어의 약자로 언급되고 있다.

3. 광디스크 : 광디스크는 레이저를 이용하여 재생방식으로, 수명이 길고, 한장의 마스터를 만들어 이를 인쇄하듯 찍어내는 방법을 사용하여 대용량의 데이터를 자기디스크 보다 적은 비용으로 대량생산하여 배포할수 있다.

광디스크 종류

○ ROM 형태 : 제작될 초기에 데이터를 한번 저장가능한형태

○ WORM형태 : 디스크 구입후 한번에 한해 특별한 기록장치를 이용하여 데이터를 기록할수 있는 광학기억매체로

은행에서 매일매일의 거래기록을 읽을수는 있어도 변경할수없도록 WORM형에 기록하여 보관한다.

○ RW형태 : 디스크를 반복적으로 쓰고 지울수 있어 데이터를 계속적으로 수정하거나 보완하는 등 자료관리에 효율적인 매체

광디스크 데이터 저장

CAV(Constant Angular Velocity) : 저장위치로 빠르게 직접접근하는것이 중요한 형태고 디스크가 일정한 각속도로 회전하는 형태

CLV(Constant Linear Velocity) :단위 면적당 기록밀도를 높이기 위해 사용한 방식 나선형을 형성하고있다.

 

5. 반도체 기억장치

- USB 플래시 드라이브

USB플래시 드라이브는 USB와 플래시 메모리라는 두가지 요소가 결합한 보조기억장치이다. 다양한 주변기기를 컴퓨터에 연결하기위해 1990년대 개발된산업표준으로 직렬통신방식을 채택하였다. 전원이 꺼져도 데이터가 그대로 보존되는 비휘발성 기억장치이다.

SLC방식 : 플래시 메모리 1개의 기억소자당 1개의 비트의 데이터를 저장 , 안정성이높고 데이터속도가 빠르나 가격이 비싼 단점을 가지고 있다.

MLC방식 : 기억소자당 2비트 이상의 데이터를 저장하여 SLC방식보다 안정성, 속도는 낮으나 단가가 저렴한 장점을 가지고 있다.

USB플래시 메모리는 편리한 장점을가지고 있지만 중요한 데이터 쉽게 해킹, 도난등 보안상의 문제를 가지고 있다. 

 

-SSD 

외관이나 설치방법은 기존 하드디스크와 유사하지만 내부적 반도체 메모리를 사용하여 데이터를 저장하는 장치이다.

아래 SSD 는 아래 2가지 저장 방식이 존재한다.

비휘발성 메모리인 플래시 메모리에 데이터를 저장하는 방식

휘발성 메모리 DRAM과 배터리를 사용하여 컴퓨터전원이 꺼져도 데이터를 저장 방식

 

-버퍼캐시

디스크에서 데이터를 읽는것은 주기억장치에서 읽는것보다 매우느리다. 보조기억장치와 주기억장치 사이에 버퍼캐시를 두어 속도차이를 줄이는 장치이다.

디스크에서 한번읽은 정보를 디스크보다 접근속도가 매우빠른 주기억장치의 특정장소에 보관하고 필요할 경우 주기억장치에 읽는 방식이다.