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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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3 Disk장 정보의 기억과 저장

3.5 백업의 중요성

- 백업의 필요성

백업 매체 및 프로그램의 선택

백업 대상 및 압축 백업


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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


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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


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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


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