디스크 장치

목차

01. 운영체제의 개요
02. 컴퓨터의 구조와 성능 향상
03. 프로세스와 스레드
04. CPU 스케줄링
05. 프로세스 동기화
06. 교착 상태
07. 물리 메모리 관리
08. 가상 메모리의 기초
09. 가상 메모리 관리
10. 입출력 시스템과 저장장치
11. 파일 시스템
12. 네트워크와 분산 시스템

---

디스크 장치

 

하드디스크의 구조

 

플래터

• 표면에 자성체가 발려 있어 자기를 이용하여 0과 1의 데이터를 저장할 수 있음
• 플래터의 표면이 N극을 띄면 0, S를 띄면 1
• 보통 2장이상으로 구성되고 항상 일정한 속도로 회전

 

섹터와 블록

• 섹터
  • 하드디스크의 가장 작은 저장 단위
  • 하나의 섹터에는 한 덩어리의 데이터가 저장
• 블록
  • 하드디스크와 컴퓨터 사이에 데이터를 전송하는 논리적인 저장 단위 중 가장 작은 단위
  • 블록은 여러개의 섹터로 구성되며 윈도우 운영체제는 블록 대신 클러스트라고 부름
• 하드디스크 입장에서는 섹터가 가장 작은 단위
• 운영체제 입장에서는 블록이 가장 작은 단위

 

트랙과 실린더

• 트랙 : 플래터에서 회전축을 중심으로 데이터가 기록되는 동심원, 즉 동일한 동심원상에 있는 섹터의 집합
• 실린더 : 개념적으로 여러개의 플래터에 있는 같은 트랙의 집합

 

헤드와 플래터

• 하드디스크에서 데이터를 읽거나 쓸 때는 읽기/쓰기 헤드 사용
• 플래터가 회전을 시작하면 표면에 약한 바람이 일어나, 헤드는 이 바람에 의해 표면에 약간 떠 있는 형태로 작동
• 플래터의 표면에 생긴 상처는 데이터를 저장할 수 없는 배드 섹터가 됨

 

CD

• 휴대할 수 있는 소형 원반에 데이터를 저장
• 하드디스크와 마찬가지로 트랙과 섹터로 구성, 수평으로 움직이는 헤드가 트랙사이를 움직이면서 데이터를 읽음
• 표면에 미세한 홈이 파여 헤드에서 발사된 레이저가 홈에 들어가 반사가 되지 않으면 0, 반사되면 1로 인식
• 데이터를 안쪽부터 저장 (하드디스크는 반대)
• 주로 바깥쪽을 많이 만져서 데이터 유실 방지

 

하드디스크와 CD의 디스크 회전

• 각속도 일정방식 (하드디스크)
  항상 일정한 속도로 회전한다. 바깥쪽의 속도가 빨라 안쪽에 있는 섹터보다 더 큰데, 일정한 시간동안 이동한 각도가 같아서 각속도 일정방식이다.
  장점 : 디스크가 일정속도로 회전하기에 구동이 간단하고 조용함
  단점 : 모든 트랙의 섹터 수가 같고 바깥쪽 섹터의 크기가 안쪽 섹터보다 커서 안쪽 트랙에 비해 바깥쪽 트랙으로 갈수록 낭비됨
• 선속도 일정방식 (CD)
  안쪽 트랙의 속도 빠르게 바깥쪽 트랙의 속도는 느리게해야 구현가능하다.
  장점 : CD는 한정된 공간에 많은 데이터를 담을 수 있고 하드디스크처럼 바깥쪽 트랙의 섹터 공간이 낭비되는 문제가 없음
  단점 : 모터 제어(회전제어)가 복잡하고 시끄러움

파티션

• 디스크를 논리적으로 분할하는 작업
• 파티션 하나에 하나의 파일 시스템이 탑재
• 하드 디스크가 2개라면 첫 번째 하드디스크와 두 번째 하드디스크가 별도의 파티션으로 보임
• 대용량 하드디스크의 경우 하나로 사용하기보다 여러 개로 나누어 사용하면 관리하기 편함
• 여러 개의 하드디스크를 하나의 파티션으로 통합하여서 사용하기도 함

마운트

• 유닉스 운영체제에서 여러 개의 파티션을 하나로 통합하는 기능

 

포매팅

• 디스크에 파일 시스템을 탑재하고 디스크 표면을 초기화하여 사용할 수 있는 형태로 만드는 작업
• 빈 저장장치에 파일 테이블을 탑재

 

빠른 VS 느린

• 빠른 포매팅 : 데이터는 그대로 둔 채 파일 테이블을 초기화하는 방식
• 느린 포매팅 : 디스크에 파일 시스템을 탑재하고 디스크 표면을 초기화 하는 방식

 

조각 모음

• 하드디스크에 조각이 많이 생기면 큰 파일이 여러 조각으로 나뉘어 저장되고 이를 읽기 위해 하드디스크가 이곳저곳 돌아다니다가 성능 저하로 이어짐
• 주기적으로 조각 모음을 해주어야함

 

DAS

• 서버와 같은 컴퓨터에 직접 연결된 저장장치를 사용하는 방식
• HAS라고 부름
• 예시) 윈도우의 파일공유 (여러 컴퓨터중 하나를 파일 공유 서버로 지정하고 나머지 컴퓨터에선 서버로 지정된 컴퓨터에 접근하여 파일을 이용)
• 단점
  • 컴퓨터에 직접 연결된 저장장치를 사용하기 때문에 다른 운영체제가 쓰는 파일 시스템을 사용할 수 없음
  • 데이터의 관리나 백업을 사용자가 직접해줘야함

 

NAS

• 기존의 저장장치를 LAN이나 WAN에 붙여 사용하는 방식
• NAS전용 운영체제를 가진 독립적인 장치로 새로운 하드디스크를 추가/삭제 가능
• 저장장치를 네트워크 상에 두고 여러 클라이언트가 네트워크를 통해 접근하게 함으로써 공유 데이터의 관리 및 데이터의 중복 회피 가능

 

SAN

• 데이터 서버, 백업 서버, RAID 등 네트워크로 묶고 데이터 접근을 위한 서버를 두는 형태
• 시스템이 제공하는 인터페이스를 통해 데이터 접근
• 저장장치에 필요한 장치를 네트워크로 묶어 하나의 시스템을 구성하기 때문에 다양한 서비스 제공
• 데이터의 공유, 백업, 보안 등이 서버를 통해 자동으로 이루어짐
• 구축 비용이 비쌈
• DAS + NAS