[OS] 5-1~3. 디스크 스케줄링과 파일 시스템 개요, 구조

공부 스파이럴·2024년 3월 26일
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운영체제

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개요

  • 지금까지 중앙처리장치(2장)와 주기억장치(3장, 4장)를 사용자에게 할당하는 방법 설명
  • 파일 시스템은 사용자가 운영체제에서 가장 관찰하기 쉬운 부분으로서, 파일에는 데이터와 프로그램이 저장
  • 디스크는 프로그램이나 데이터와 같은 정보를 저장하기 위한 온라인 기억 매체
  • 운영체제는 디스크나 CD-ROM 같은 기억용량이 큰 기억장치를 관리/운영함으로써 파일을 추상적으로 구현
  • 파일을 디스크나 CD-ROM과 같은 주변장치에 실현하는 다양한 방법과 디렉터리(directory) , 다수의 사용자가 파일을 사용할 경우 사용자와 사용범위를 제어하는 방법인 파일보호에 대해 배움

디스크 구조

  • 섹터(sector)
    • 디스크 구조에서 부채꼴 모양으로 자른 것처럼 나누어진 구역
  • 트랙(track)
    • 중심축에 대해 동심원으로 나누어진 것
  • 블록(block)
    • 섹터와 트랙의 교차점으로 둘러싸인 각각의 구역을 가리키며, 보통 몇 개의 섹터를 모아 블록이라 함
  • 실린더(cylinder) : 헤드가 한 번에 판독/기록할 수 있는 원통형의 트랙군으로, 디스크 팩에서 동일한 인덱스 번호를 가진 트랙의 모임
  • 플래터(platter)
    • 플래터(platter)는 접시라는 뜻
    • 데이터를 기록하는 둥근 원판인데, 다른 말로는 '디스크'라고 함
    • 다른 종류의 디스크와 구별하기 위해서 HDD 속의 디스크는 플래터라고 함

디스크 접근의 구성 단계

  • 탐색시간(seek time)
    • 여러 실린더 중에서 실제 원하는 실린더를 찾는데 소요되는 시간
  • 회전 지연 시간(latency time)
    • 해당 실린더에 헤드가 옮겨진 후 원판이 회전하면서 처리할 데이터가 있는 위치까지 오는 데 걸리는 시간
  • 전송 시간(transmission time)
    • 읽은 데이터를 주기억장치에 전달하는 데 소요되는 시간

  • 디스크로부터 데이터를 접근하는 데 소요되는 디스크 접근 시간
    • 탐색 시간 + 회전 지연 시간 + 전송 시간

CD-ROM 구조

  • 적은 비용으로 많은 데이터 저장용량(650MB 이상)을 제공
  • 자기를 이용하는 FDD나 HDD 등과는 달리 레이저를 이용한 재생 방식
  • 수명이 길어 인기가 높음
  • FDD나 HDD와 달리, CD는 안에서 시작하여 바깥으로 연속되는 나선형의 트랙으로 구성되어 있고, 전체적인 데이터의 밀도는 높으며, 그 밀도가 일정
  • DVD-ROM은 4.7GB 이상의 용량으로 기존 CD보다 7배 이상의 많은 저장 용량을 지원하는 광 저장 매체임
  • HDD는 CAV(Constant Angular Velocity)로, CD는 CLV(Constant Linear Velocity)로 회전
    • 광디스크의 회전 제어 방식
    • CLV는 디스크의 선속도가 일정하게 되도록 스핀들 모터의 회전 속도를 제어
    • 즉 각속도가 일정(CAV)하면 디스크 안쪽의 선속도는 느리고 바깥쪽은 빠른데, CLV는 이것을 일정하게 하기 위해 디스크 회전 속도를 헤드의 위치에 따라 변경시키는 방법
    • 기록 용량은 CLV가 CAV보다 크고 광 헤드를 이동시킬 때마다 회전 속도를 변경해야 할 필요가 있어 액세스 시간이 길음
  • 하드디스크(HDD)에 비해 CD의 접근 속도가 느린 이유 중의 하나는 연속된 나선형 트랙 구조이기 때문

CAV와 CLV의 구조

  • CAV
    • 바깥쪽에서 읽을 때 데이터 전송이 빠름
    • 디스크 회전 속도는 언제나 일정하고, 헤드 위치에 따라 데이터 전송 속도가 바뀜
  • CLV
    • CD 바깥쪽에서 읽을 때 디스크가 느리게 회전
    • 데이터 전송 속도는 언제나 일정하고, 헤드 위치에 따라 디스크의 회전 속도가 바뀜

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