운영체제론 CHAPTER9. 보조기억장치 관리

1. 운영체제론CHAPTER9. 보조기억장치 관리 천주희 wngml1205@kunsan.ac.kr 군산대학교 정보통계학과 정보과학기술 연구실 2012.01.27

2. 목차 • 보조 기억장치의 개요 • 보조 기억장치의 종류 • 디스크 가용 공간 관리 • 디스크 스케쥴링 기법 • 디스크 스케쥴링 알고리즘 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

3. 보조 기억장치 개요 (1/) • 보조 기억장치 • 다량의 데이터를 영구히 기억하여 보존할 수 있도록 하기 위해 보조 기억 장치 사용 • 보조 기억 장치의 데이터 접근 방법 • 순차 접근 기억장치 (Sequential Access Storage Device) • 자기 테이프 장치처럼 적절한 레코드가 찾아질 때까지 차례대로 검색하는 매체 • 직접 접근 기억장치 (Direct Access Storage Device) • 자기 디스크 장치처럼 주소를 통해 직접 적절한 레코드를 찾아가는 매체 주기억장치 - 용량이 부족하기 때문에 필요한 모든프로그램을 동시 저장 불가능 - 데이터는 영구적인 속성 - 휘발성→ 전원이 중단되면 기억된 모든 정보가 소멸됨 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

4. 보조 기억장치 종류(1/) • 자기 테이프 장치 • 자기 테이프에 기록된 데이터를 판독 및 기록하는데 사용하는 장치 • 자기 테이프 장치 내용 • 비트는 몇 개의 트랙을 따라 테이프 위의 자기 점들을 따라 기록(패리티 비트 포함하여 7~9비트) • 읽기/쓰기 헤드는 각 트랙에 1개씩 존재 • 많은 양의 데이터 저장 가능, 속도가 느리고 순차 접근 방법이므로 데이터 보관용(백업용) 사용 • 주소 개념이 없는 SASD 방식 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

5. 보조 기억장치 (1/) • 보조 기억장치 종류 • 자기 테이프 장치 • 레코드 구분 • 논리적 레코드: 코드에 의해 분류, 식별되는 데이터 집합 • 물리적 레코드: 한 개 이상의 논리적 레코드로 구성 (블록) • 레코드 간 공백(Inter Record Gap) • 레코드는 순차적으로 기록되는데 각 레코드들 사이에 가속과 감속 시간에 의해 공백(IRG) 발생 • 블록화 인수(Blocking factor) • N개의 논리적인 레코드를 묶어 블록(물질적 레코드)으로 만듦 (N: 블록화 인수) IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

6. 보조 기억장치 (1/) • 보조 기억장치 종류 • 자기 테이프 장치 • 블록 간 공백(Inter Block Gap) • 여러 개의 블록을 수록한 다음 정지할 때 일정 속도 이하로 회전하므로 데이터가 수록되지 않고 공백 • 데이터 전송 속도 • BPI(Byte Per Inch) : 자기테이프 의 기록 밀도 1인치 당 기록되는 바이트 수 • IPS(Inch Per Second) : 자기 테이프의 전송 속도 1초 당 이동하는 인치 수 • BPS(Byte Per Second) : 데이터 전송 속도 1초 당 전송되는 바이트 수 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

7. 보조 기억장치 (1/) • 보조 기억장치 종류 • 자기 디스크 장치 구조 • 실린더 대신 플래터(평판)를 사용 • 양면의 디스크를 사용하고, 각 면마다 읽기/쓰기 헤드가 존재함 • 중심원을 따라 자화된 표면에 있는 지정 비트를 트랙이라 함 • 트랙은 섹터를 나누며, 전달 가능한 최소의 정보량을 말함 • 주소에 의한 임의 접근이 자기 테이프 장치 보다 빠름 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

8. 보조 기억장치 (1/) • 보조 기억장치 종류 • 자기 테이프 장치 • 자기 디스크의 접근 시간 및 레코드 형식 • 접근 시간을 정의하는 요소 • 탐색 시간: 헤드를 움직여 적절한 실린더(트랙) 위에 갖다 놓는데 걸리는 시간 • 헤드 활성화 시간: 트랙을 찾는데 걸리는 시간 • 회전 지연 시간: 섹터를 움직여 적절한 섹터 위에 갖다 놓는데 걸리는 시간 • 전송시간: 데이터를 주고받는데 걸리는 시간 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

9. 보조 기억장치 (1/) • 보조 기억장치 종류 • 자기 테이프 장치 • 자기 디스크 장치의 형태 • 이동식 헤드 디스크 • 판독, 기록 헤드가 원하는 트랙에 액세스 암을 이동시켜 데이터를 일거나 쓰는 디스크 장치 • 데이터 전송률 : 탐색 시간 + 헤드 활성화 시간 + 회전 지연 시간 + 전송 시간 • 다중 플래터 시스템 : 겹쳐 쌓은 여러 개의 큰 플래터를 갖고, 디스크 암에 읽기/쓰기 헤드가 동시에 움직이도록 서로 연결되어 있는 디스크 • 고정 헤드 디스크 • 각 레코드 면의 트랙마다 하나의 읽기/쓰기 헤드를 가짐 → 이동 헤드 디스크의 탐색 시간을 없앰으로 접근 시간을 줄이는 방식 • 데이더 전송률 : 헤드 활성화 시간 + 회전 지연 시간 + 전송 시간 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

10. 보조 기억장치 (1/) • 보조 기억장치 종류 • 자기 테이프 장치 • 디스크 인터리빙 • 디스크 제어기에게 기억장치로 데이터를 전송하기 위한 시간을 주기 위해 블록을 건너뛰도록 하는 기법 • 인터리빙 계수 • 지연 시간 때문에 인접한 디스크 블록간에 두는 일정한 간격 • 디스크 공간 할당 • 디스크 블록의 크기 4K • 디스크 기억 공간의 단편화 • 디스크에서 파일의 블록은 분산 할당 방법을 사용 → 시간 경과 후 파일의 삭제와 삽입이 반복되면서 단편화된 조각 증가→디스크 공간의 효율성 저하 → 주기적인 디스크 공간 집약 과정이 필요 블록 크기 4K, 파일 크기 11K 4K씩 두 개의 블록, 3K 한 개의 블록 남은 1K IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

11. 보조 기억장치 (1/) • 디스크 가용 공간 관리 • 효율적인 가용 공간 관리 방법 • 비트 벡터 • 가용 공간 리스트는 비트 맵, 비트 벡터로 구현됨 • 장점 : 간편하고 디스크 내에 연속적인 n개의 가용 블록을 찾는데 효과적 • 연결 리스트 • 모든 가용공간 블록들을 연결시키는 것 • 단점 : 리스트를 탐색하는데 있어서 모든 리스트를 탐색하므로 비효율성 비트맵 1000011001 1,6,7,10에 블록 할당 되어 있음 가용블록1 가용블록2 가용블록3 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

12. 보조 기억장치 (1/) • 디스크 가용 공간 관리 • 효율적인 가용 공간 관리 방법 • 그룹핑 • 가용 블록 1에서 최초 n-1개는 가용 블록 번지를 저장 • 마지막 한 개는 가용 블록 2의 주소를 포함 • 여러 개의 가용 블록 주소를 쉽게 찾을 수 있음 • 카운팅 • 첫 번째 가용 블록의 주소와 그 첫 번째 블록에 연속된 이용 가능한 블록의 개수를 보존 • 가용 공간 리스트 내의 각 항목은 디스크 번지와 계수로 구성됨 • 계수 값이 1보다 클 때 전체 리스트는 짧아짐 가용블록1 가용블록2 가용블록3 가용블록1 160 220 300 320 275 400 300 600 645 340 400 가용블록2 가용블록3 300 400 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

13. 감사합니다.천주희wngml1205@kunsan.ac.kr IST (Information Sciences & Technology) Laboratory