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3 장 정보의 기억과 저장 - PowerPoint PPT Presentation


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3 장 정보의 기억과 저장. 3.1 기억장치와 저장장치의 구분 3.2 기억장치 3.3 자기 저장장치 3.4 광 저장장치 3.5 백업의 중용성. 3 장 정보의 기억과 저장. 3.1 기억장치와 저장장치의 구분 기억 장치 저장 장치. 기억장치 (Memory Devices). CPU 내의 기억 공간인 레지스터 (register) 는 크기가 아주 작기 때문에 사용 중인 데이터나 프로그램을 빠르게 쓰고 읽을 수 있는 기억공간 필요 개인 컴퓨터의 기억장치는 휘발성 기억장치 사용

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3장 정보의 기억과 저장

3.1 기억장치와 저장장치의 구분

3.2 기억장치

3.3 자기 저장장치

3.4 광 저장장치

3.5 백업의 중용성


3장 정보의 기억과 저장

3.1 기억장치와 저장장치의 구분

기억 장치

저장 장치


Memory devices
기억장치(Memory Devices)

  • CPU 내의 기억 공간인 레지스터(register)는 크기가 아주 작기 때문에 사용 중인 데이터나 프로그램을 빠르게 쓰고 읽을 수 있는 기억공간 필요

  • 개인 컴퓨터의 기억장치는 휘발성 기억장치 사용

  • 기억장치내의 데이터를 읽거나 쓸 때 어드레스(address)를 사용하는 원하는 데이터 위치 선택

    • 1 바이트의 공간마다 1개의 어드레스 할당

기억장치와 저장장치의 구분


Storage devices
저장장치(Storage Devices)

  • CPU가 사용하지 않는 데이터 파일과 프로그램 파일 보존

  • 기억장치에 비해 저장 공간이 아주 큼

  • 전원에 상관없이 영구적으로 데이터 보존

  • 기억장치에 비해 동작 속도는 느리고 값은 저렴

기억장치

저장장치

기억장치와 저장장치의 구분


3장 정보의 기억과 저장

3.2 기억장치

기억장치의 종류

기억장치와 컴퓨터 성능


Rom read only memory
ROM(Read Only Memory)

  • 비휘발성 기억장치

  • ROM에 데이터를 읽고 쓰기 위해서는 특수한 장비 사용

  • 컴퓨터의 전원을 켠 후 수행해야 할 명령을 기억

  • ROM에 기억된 데이터는 영구적으로 보존이 가능

    • 펌웨어(firmware)

기억장치


PROM(Programmable ROM)

단 한번만 데이터나 프로그램을 쓸 수 있는 ROM

EPROM(Erasable Programmable ROM)

자외선을 이용한 특수 장비로 ROM에 기억된 데이터를 지울 수 있는 ROM

EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)

전기적 신호를 가해 ROM의 내용을 덮어쓸 수 있는 ROM

마더보드에 장착한 상태에서 ROM의 데이터를 수정할 수 있음

ROM BIOS 수정

ROM의 종류

ROM Writer

EPROM Eraser

기억장치


Ram random access memory
RAM(Random Access Memory)

  • 일반적인 컴퓨터 기억장치

  • 사용중인 프로그램이 데이터의 기억

  • 작은 회로 기판에 여러 개의 RAM을 장착한 모듈을 마더보드에 꽂아 사용

  • RAM의 종류

    • DRAM(Dynamic RAM)

      • 전원이 있어도 계속적으로 전하(charge)를 공급하는 리프레쉬(refresh) 동작 필요

    • SRAM(Static RAM)

      • 리프레쉬 동작 필요 없고 DRAM에 비해 동작 속도가 빠름

      • 같은 직접도에서 DRAM에 비해 ¼의 기억용량을 가져 고가임

기억장치


Cashe
캐쉬(Cashe)

  • CPU와 기억장치 사이의 가교역할을 하는 고속 기억장치

    • 일반적인 기억장치에 비해 5-10배 빠른 고속 소용량 기억장치

    • 기억장치는 CPU에 비해 동작 속도가 현저히 느림

    • 자주 쓰는 데이터나 현재 수행되는 프로그램의 일부를 저장하며 기억장치를 쓰고 읽는데 필요한 시간을 줄임

    • CPU에 내장된 캐쉬를 L1(level 1) 캐쉬라 하고 마더보드에 내장된 캐쉬를 L2(level 2) 캐쉬라 함

기억장치


EDO(Extended Data Out) DRAM

현재 거의 사용되지 않음

SDRAM(Synchronous DRAM)

가장 많이 사용하며 동작속도는 100MHz와 133MHz가 있음

DDR(Double Data Rate) DRAM

데이터 전송속도를 2배로 함

RDRAM(Rambus DRAM)

초고속 DRAM

DRAM의 종류

DDRDRAM 모듈

RDRAM 모듈

기억장치


기억장치(RAM)의 용량

  • 기억장치(RAM)의 용량과 컴퓨터 성능

    • 기억장치(RAM)가 크면 CPU가 필요로 하는 데이터나 프로그램을 보다 많이 기억장치 안에 로드(load) 가능

    • CPU가 저속인 저장장치에서 기억장치(RAM)로 데이터를 가져오는 빈도가 줄어 컴퓨터 속도가 향상

기억장치


RAM은 마더보드의 기억장치용 슬롯에 꽂을 수 있는 모듈로 사용

SIMM(Single In-line Memory Module)과 DIMM(Double In-line Memory Module)이 있음

단자(pin)의 수는 30, 72, 168개로 다양

RAM의 용량을 늘리려면 마더보드에서 모듈 형태와 단자수를 확인해야 함

기억장치(RAM) 모듈

마더보드에 꽂힌 RAM 모듈

RAM 모듈의 종류

기억장치


3장 정보의 기억과 저장

3.3 자기 저장장치

자기 저장장치의 동작 원리

자기 저장장치의 데이터 관리

디스켓

하드 디스크

착탈식 대용량 디스크

자기 테이프 드라이브


자기 저장장치의 데이터 쓰기

  • 데이터를 읽는 헤드(head)는 전자석 기능을 가짐

  • 저장매체는 산화철과 같이 자기장에 민감한 물질로 코팅

  • 자기장의 극성과이진수의 0과 1을대응

  • 앙페르의 법칙 이용

자기 저장장치


자기 저장장치의 데이터 읽기

  • 자기장의 변화에 따라 전류가 발생하는 자기유동 현상 이용

  • 패러데이 법칙

자기 저장장치


Track sector
트랙(Track)과 섹터(Sector)

  • 자기 디스크상의 위치를 구분하기 위한 구조

  • 디스크의 양면에 트랙과 섹터로 위치 구분

  • 1개의 섹터는 512바이트 저장

자기 저장장치


Track sector1
트랙(Track)과 섹터(Sector)

  • 플로피 디스크

    • 섹터 수 : 80(트랙수)  2(면수)  18(트랙당 섹터수)=2880

    • 용량 : 2880 512B = 1,474,560B = 1.44 210 1000B = 1.44MB

  • 바깥쪽 트랙에 위치하는 섹터의 크기가 안쪽의 섹터보다 크기 때문에 하드디스크에서는 바깥쪽 트랙에 보다 많은 섹터가 존재하도록 구성

    • 트랙당 평균 섹터수

  • 클러스터(cluster)

    • 윈도우즈에서 사용하는 파일 관리 단위

    • 4개에서 16개의 섹터로 구성

    • 클러스터의 크기에 비해 작은 파일도 한 개의 클러스터 사용

    • 하드디스크의 경우 쓰거나 읽을 때 섹터 단위로 동작

자기 저장장치


Format
포맷(Format)

  • 저수준 포맷(LLF : Low Level Format)

    • 자기 디스크를 물리적인 트랙과 섹터로 나누는 작업

  • 고수준 포맷(HLF : High Level Format)

    • 디스크에 파일을 저장할 수 있도록 하는 작업

    • 섹터의 번호 정렬, 부팅 정보 및 섹터 배열 정보를 위한 공간 마련

    • 디스켓의 경우 LLF와 HLF이 동시에 이뤄지고 하드디스크의 경우 사용자는 HLF를 주로 하며 LLF를 위해서는 제조업체의 프로그램이나 별도의 프로그램 필요

자기 저장장치


고수준 포맷

  • 자기 디스크를 4개의 영역으로 구분 시킴

  • MBR(Master Boot Record)

    • ROM BIOS 실행 후 운영체제를 동작시키기 위한 기본 구성요소와 디스크 정보 정상적으로 있는지 확인

  • FAT(File Allocation Table)

    • 섹터의 상태 정보 기록

    • 파일의 위치 정보, 조각난 파일의 연결 정보 등

  • 루트(root)

    • 파일이나 새로운 폴더를 만들 수 있는 공간

  • 데이터 영역

    • 실제로 데이터를 저장하는 공간

자기 저장장치


플로피 디스크

  • 플로피 디스크 드라이브

    • 디스켓을 회전시키는 스핀들(spindle) 모터, 데이터를 읽고 쓸 수 있는 헤드로 구성

    • 네트워크가 없는 상태에서 파일 이동이나 프로그램 설치용으로 사용

    • 원본을 보존하기 위한 백업(backup) 장치로 사용

  • 플로피 디스크의 종류

    • 크기에 따라 3.5인치와 5.25인치가 있음

    • 3.5인치 디스켓의 종류 : 트랙당 섹터수로 구분

      • DD(Double Density) : 0.7MB, HD(High Density) : 1.44MBED(Extra-High Density) : 2.88MB

자기 저장장치


하드디스크 드라이브 구조

  • 여러 장의 디스크(플래터 : platter)로 구성

  • 각각의 디스크에서 같은 트랙을 갖는 집합을 실린더(cylinder)라 함

  • 플로피 디스크에 비해 고속, 대용량

자기 저장장치


하드디스크 용량 및 규격

  • 용량

    실린더 수헤드 수트랙당 평균 섹터수 섹터당 바이트

  • 헤드 충돌(head crash)

    • 헤드와 하드디스크 사이의간격이 아주 좁아 먼지나지문에 의해 헤드가 충돌하여데이터나 하드디스크 파괴

  • 데이터 전송방식

    • EIDE(Enhanced IntegratedDrive Electronics)

    • SCSI(Small Computer System Interface)

자기 저장장치


착탈식 대용량 저장장치

  • 플로피 디스크의 이동성과 하드디스크의 대용량 고속동작의 장점을 취함

  • HiFD(High Floppy Disk) 및 슈퍼디스크

    • 3.5인치 디스켓과 호환 가능

    • 각각 200MB, 120MB 저장

  • ZIP 디스크

    • 별도의 드라이브와 프로그램필요, 디스켓과 호환 안됨

    • 100MB-250MB 저장

자기 저장장치


착탈식 대용량 저장장치

  • 착탈식 하드디스크(hot swappable hard disk)

    • 컴퓨터 사용 중에 착탈 가능

    • 워크스테이션등 대형 컴퓨터에서 주로 사용

  • 디스크 카트리지(disk cartridge)

    • 플라스틱 케이스에 디스크가 담긴형태

    • 플로피 디스켓에 비해대용량 고속 동작 가능

    • JAZ 드라이브

      • 1GB에서 2GB 저장 가능

자기 저장장치


자기 테이프 저장장치

  • 음악용 자기 테이프와 같은 재질 사용

  • 대용량으로 원본 데이터를 보존하기 위한 백업용

  • 접근 시간(access time)이 아주 김

    • 끈 형태로 원하는 위치에 데이터를 쓰기 위해 많은 시간 필요

    • 동작 속도가 느림

  • 가격이 저렴

  • 50GB에서 100GB저장 가능

자기 저장장치


3장 정보의 기억과 저장

3.4 광 저장장치

CD-ROM

DVD-ROM

CD-R, CD-RW, PhotoCD

플래쉬 메모리


Cd rom
CD-ROM의 동작 원리

  • 레이저를 이용하여 빛의 반사 유무를 이진수의 0과 1에 대응시켜 데이터를 읽음

  • 데이터의 저장은랜드(land)와피트(pit)를 만듦

광 저장장치


Cd rom1
CD-ROM의 구조

  • 데이터 저장 밀도가 모든 표면에서 동일

  • 모기향 모양의 나선형 트랙을 가짐

  • 디스크 안쪽과 바깥쪽의 섹터의 크기가 같음

  • 같은 각속도로 회전하면바깥쪽의 섹터를읽는 속도가 빠름

    • 비등각속도 회전

    • 안쪽의 섹터를 읽을 때더 빨리 회전

    • 소음, 진동의 원인

광 저장장치


Cd rom2
CD-ROM의 동작 속도

  • 최근의 CD-ROM 드라이브는 등각속도 방식

  • 바깥쪽의 데이터를 읽는 속도가 가장 빠름

  • 속도 표현 방식(예 : 56MAX 또는 56X)

    • 처음 CD-ROM 드라이브의 속도의 56배 : 150KB/sec 56

    • 바깥쪽의 데이터를 읽는 최대 동작속도를 기준으로 함

  • 하드디스크의 경우 초당 5에서 15MB를 읽기 때문에 CD-ROM의 속도가 아주 느림

  • 한번 쓰여진 CD-ROM의 데이터를 수정할 수 없음

광 저장장치


Dvd rom

Digital Video Disk, Digital Video Disk, Digital Versatile Disk

디스크 양면에 데이터를 저장하고 압축 기술을 이용하한 초대요량 저장 가능

DVD-ROM 드라이브는 CD-ROM 구동 가능

단층 DVD-ROM은 9.4GB 다층 DVD-ROM은 17GB 저장 가능

DVD-ROM

광 저장장치


Cd r cd rw photocd
CD-R, CD-RW, PhotoCD Disk

  • CD-R(CD-Recordable)

    • CD-R 드라이브와 별도의 프로그램을 사용하여 CD-R 디스크에 데이터를 단 한번 저장할 수 있음

    • 저장된 CD-R은 CD-ROM 드라이브에서도 읽을 수 있음

  • CD-RW(CD-ReWritable)

    • CD-RW 드라이브와 별도의 프로그램을 사용하여 CD-RW 디스크에 데이터를 쓰고 수정할 수 있음

    • 저장된 CD-RW은 CD-ROM 드라이브에서도 읽을 수 있음

  • PhotoCD

    • 디지털 카메라로 찍은 사진을 저장하기 위한 광 저장장치

    • CD-R과 비슷한 특징을 가짐

광 저장장치


Flash
플래쉬 Disk(Flash) 메모리

  • 노트북 컴퓨터, MP3P, 디지털 카메라 등에서 사용하는 저장장치

  • 일반 기억장치와 비슷하나 저장된 데이터를 전원이 없이도 보존할 수 있고 수정할 수 있음

  • 고가이고 저용량

광 저장장치


3 Disk장 정보의 기억과 저장

3.5 백업의 중요성

- 백업의 필요성

백업 매체 및 프로그램의 선택

백업 대상 및 압축 백업


백업의 필요성 Disk

  • 데이터 = 가치

  • 개인 컴퓨터의 하드디스크의 경우 손상이 생기면 20% 이상의 데이터를 복구하기 힘듦

  • 백업

    • 데이터가 가진 가치를 보존하는 작업

    • 습관적으로 백업을 하여야 함

    • 백업이 잘못된 것은 복구를 통해서만 알 수 있으므로 백업이 잘 되었는가도 정기적으로 확인 필요

    • 하드웨어, 소프트웨어, 사람 : 모두 완벽하지 않음

백업의 중요성


백업 매체 및 프로그램의 선택 Disk

  • 백업 매체

    • 비용 : 백업 매체의 용량은 백업 대상데이터의 최소 몇 배 이상

    • 신뢰성 : 최소 몇 년 이상 보존 가능하고 별도 보관 가능

    • 속도 : 완전자동 백업의 경우 고려하지 않아도 되나 컴퓨터를 항상 사용하던가 시간적 여유가 없는 경우 중요

    • 사용가능성 : 다른 컴퓨터 및 미래 기술과의 호환성

  • 백업 프로그램

    • 별도 프로그램 사용 : 고성능 고비용

    • 운영체제가 제공하는 백업 프로그램 사용 : 저렴

백업의 중요성


백업 대상 선택 및 압축 백업 Disk

  • 재설치 가능한 프로그램은 백업에서 제외

    • 프로그램 설치시 필요한 설정은 백업하는 것이 편리

  • 전자우편, 즐겨찾기 등 사용자가 폴더를 직접 지정하지 않고 사용하는 데이트는 반드시 백업

  • 윈도우즈의 경우 운영체제, 설치 환경, 사용자 환경등을 저장하고 있는 레지스트리(registry) 백업

  • 백업 매체는 대용량을 필요로 하므로 고가

    • 압축을 사용하여 용량을 줄일 수 있으면 비용 절감 가능

백업의 중요성