보조기억 장치

하드디스크

• 자기적인 방식으로 데이터를 저장하는 보조기억 장치
• 동그란 원판에 데이터를 저장하고, 그것을 회전시켜 뾰족한 리더기로 데이터를 읽는 방식

하드디스크 이미지

하드디스크 구성요소

플래터

• 실질적으로 데이터가 저장되는 곳, 동그란 원판
• 플래터는 자기물질로 구성되어 있음 ,N극과 S극을 저장함
• N극과 S극은 0과1의 역할을 수행 

스핀들

• 플래터를 회전시키는 구성요소
• 스핀들이 플래터를 회전시키는 속도를 RPM(Revolution Per Minute) 이라고 표현함 ex) 1/15,000

헤드

• 플래터를 대상으로 데이터를 읽고 쓰는 구성요소
• 바늘같이 생김
• 헤드를 원하는 위치로 이동시키는 디스크암에 부착되어 있음

하드디스크의 데이터 저장방식

• 플래터는 트랙과 섹터라는 단위로 데이터를 저장함

트랙

• 운동장의 달리기 트랙과 비슷함
• 플래터를 여러 동심원으로 나누었을때 그중 하나의 원

섹터

• 트랙을 여러 조각으로 나누었을때 한개의 조각 ex) 피자의 한조각
• 하드디스크의 가장 작은 전송 단위
• 일반적으로 512mb 정도의 크기를 가지고 있음
• 하나 이상의 섹터를 블록(block) 이라고도 부름

실린더

• 여러겹의 플래터 상에서 같은 트랙이 위치 한 곳을 모아 연결한 논리적 단위를 실런더라고함
• 연속된 정보를 한 실린더에 기록됨 => 디스크암을 움직이지 않고도 바로 데이터에 접근할 수 있음

하드디스크가 데이터 접근 하는 시간

탐색 시간

• 접근하려는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간을 의미함

회전 지연

• 헤드가 있는 곳으로 플래터를 회전시키는 시간을 의미

전송 시간

• 하드디스크와 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간을 의미

*패킷 : 네트워크의 기본적인 전송단위

플래시 메모리

• SSD, USB ,SD카드 등
• 주기억 장치중 하나인 ROM에도 사용됨
• 거의 모든 전자제품안에 플래시 메모리 내장
• 읽기/쓰기 단위와 삭제 단위가 다르다는 특징

플래시 메모리 단위

셀

• 플래시 메모리 안에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위

페이지

• 셀들이 모여 만들어진 단위 => 페이지
• 읽기와 쓰기는 페이지 단위로 이루어짐

페이지의 상태

• FREE 상태 : 어떠한 데이터도 저장하고 있지 않아 새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태
• VALID 상태 : 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태
• INVALID 상태 : 쓰레기값이라고 부르는 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태
• 플래시메모리는 덮어쓰기가 불가능하여 VALID 상태인 페이지에는 새 데이터를 저장할 수 없음

가비지 콜렉션

• 삭제는 블록단위로 수행되기 때문에 플래시 메모리는 쓰레기값을 정리하기 위해 가비지 콜렉션기능을 제공함

블록

• 페이지가 모여 만들어진 단위 => 블록
• 삭제 단위는 블록단위에서 이루어짐

플레인

• 블록이 모인 단위 => 플레인

다이

• 플레인이 모인 단위 => 다이

플래시 메모리 종류

SLC 타입

• 1셀에 1비트 = SLC 타입 Single Level Cell
• 한셀로 두개의 정보를 표현가능
• 혼자 집에 산다 => MLC, TLC에 비해 데이터 입출력이 빠름
• 혼자사는 집에 월세를 혼자냄 => 용량대비 가격이 높음

MLC 타입

• 1셀에 2비트 = MLC 타입 Multi Level Cell
• 한셀로 4개의 정보 표현가능
• 대용화 하기 유리함
• 용량대비 가격이저렴함

TLC 타입

• 1셀에 3비트 = TLC 타입 Triple Level Cell
• 대용량화 하기 유리함

RAID의 정의와 종류

RAID의 정의

• 주로 하드디스크와 SSD를 사용하는 기술
• 데이터의 안전성, 높은 성능을 위해 여러개의 물리적 보조기억 장치를 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술

RAID의 종류

RAID0

• 여러개의 보조기억 장치에 데이터를 단순히 나누어 저장하는 구성방식
• 데이터를 번갈아 가면서 저장
• 스트라입: 줄무늬 처럼 분산되어 저장된 데이터
• 스트라이핑 : 분산하여 저장한는 것, 저장된 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빨라짐 => 데이터를 동시에 읽고 쓸 수 있음
• 저장된 정보가 안전하지 않음 => 1개의 디스크에만 문제가 생겨도 모든 디스크에 저장된 데이터를 읽고 쓰는데 문제가 발생

RAID1

• 디스크의 복사본을 만드는 방식
• 미러링 : 거울처럼 완전한 복사본을 만드는 구성
• 디스크를 쓸때(write)할때는 두개의 디스크에 (원본, 백업)에 쓰기 작업을 하기 때문에 속도가 느림
• 복구가 매우 간단함, 한개의 디스크에 문제가 생겨도 백업 디스크에 있는 데이터를 가져와 데이터를 복구함
• 사용가능 한 용량이 적어짐
• 원본과 백업 디스크가 1쌍으로 필요하기 때문에 데이터가 많아 지면 비용이 증가함

RAID4

• 디스크 복사본을 만드는 대신, 1개의 디스크에 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장
• 패리티 비트 : 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보
• RAID4는 RAID1 보다 적은 하드디스크로도 데이트를 안전하게 복구할 수 있음
• 1개의 디스크에 모든 패리티 비트를 저장하기 때문에 병목 현상이 발생함

*패리티 비트 : 오류 검출만 가능하고 복구는 불가능함, RAID 에서는 패리티 비트로 오류 검출 및 복구가 가능

RAID5

• 패리티 비트를 모든 디스크에 분산하여 저장함
• RAID4의 병목 현상을 해소하는 방법

RAID6

• 서로 다른 두개의 패리티 비트를 두는 방식 => 오류를 검출하고 복구할 수 있는 수단이 2개, 안전함
• 새로운 정보를 저장할때 마다 쓰기를 수행할 패리티가 2개이므로 쓰기 속도는 RAID5보다 느림
• 데이터의 저장속도를 조금 늦추더라도 데이터를 안전하게 보관할때 사용

질문

1. 가비지 콜렉션에 대해 설명해주세요

 

2. 플래시 메모리 종류와 특징에 대해 설명해주세요

 

3. RAID가 어떤 기술인지 설명해주세요

 

3.1 RAID4와 RAID5를 비교해서 설명해주세요

 

공통질문

정규화란 무엇이고 대표적인 장점과 단점은 무엇이 있을까요?