👩‍💻운영체제/컴퓨터구조 보조기억장치

보조기억장치

보조기억장치 중 하드디스크와 플래시 메모리에 대해 적어보겠다..

하드디스크	플래시메모리
자기적 방식	전기적방식

하드디스크

(1) 트랙 / 섹터 


하드디스크를 이해하기 위해서는
트랙(track) / 섹터(sector)의 개념을 이해하는 것이 필요하다.


하드디스크는 데이터를 저장하기 위해 여러 개의 트랙(track)과 섹터(sector)로 구성된다. 
트랙은 하드디스크의 반경 방향으로 나뉘어진 원형 경로이며, 
섹터는 트랙을 따라 동심원 형태로 나눠진 작은 조각이다. 
이들은 데이터를 저장하고 읽고 쓰는데 사용된다.

하드디스크에서 데이터를 읽거나 쓸 때, 
컴퓨터는 특정 트랙과 섹터에 접근하여 데이터를 처리한다. 
각 섹터는 고유한 주소를 가지고 있어 특정 데이터를 검색하기 용이하다. 
이러한 트랙과 섹터의 구조는 하드디스크의 파일 시스템에서 관리되며,
파일이나 폴더가 저장될 때 이러한 트랙과 섹터의 정보가 활용된다.

우리가 보통 운동장에서 생각하는 TRACK을 상상하고,
SECTOR는 각각 TRACK의 피자조각처럼 조각이라고 생각하면 된다. 


(2) 하드 디스크가 저장된 데이터에 접근하는 시간

지연 종류	설명
탐색지연	접근하는 데이터가 저장된 트랙까지 헤드를 이동시키는 시간
회전지연	헤드가 있는 곳으로 플레터 회전시키는 시간
전송지연	하드 디스크가 컴퓨터 간에 데이터를 전송하는 시간

** 플레터 : 원판 모양의 회전하는 디스크

플래시 메모리

전기적으로 데이터 읽고 쓰는 반도체 기반 저장 장치 
(📌보조장치에'만' 쓰이는 것은 아님)

(1) 셀
플래시 메모리에서 데이터를 저장하는 가장 작은 단위 

1셀 1비트 = SLC
1셀 2비트 = MLC (대용량에 유리)
1셀 3비트 = TLC
1셀 4비트 = QLC

📌1셀에 비트가 작을 수록 

- 빠른 입출력
- 긴수명
- 용량 대비 고가격


(2) 셀 -> 페이지 -> 블록 -> 플레인 ->다이


셀 (Cell):
데이터베이스에서 가장 작은 단위를 나타냅니다. 

페이지 (Page):
데이터베이스에서 여러 셀을 그룹화한 단위입니다. 
일반적으로 디스크 공간을 관리하기 위해 사용됩니다. 
페이지는 읽기/쓰기 연산의 기본 단위이며, 캐싱에 사용될 수 있습니다.

블록 (Block):
페이지보다 큰 단위로, 일반적으로 여러 페이지를 모아서 
디스크에서 데이터를 읽거나 쓰는 작업을 수행합니다. 
블록은 데이터베이스의 물리적인 저장 구조를 나타내며, 
I/O 작업을 최적화하기 위해 사용됩니다.

플레인 (Plane):
데이터베이스에서 여러 블록을 그룹화한 단위입니다. 
플레인은 일반적으로 여러 디스크에 데이터를 분산시키는 데 사용됩니다. 

다이 (Die):
반도체 기판에서 칩의 핵심 구성 요소를 나타냅니다. 
다이는 주로 메모리나 프로세서와 같은 칩 내부의 구성 요소를 관리하는 데 사용됩니다.


(3) 저장 단위

읽기/쓰기 단위와 삭제 단위는 다르다. 
읽기/쓰기는 페이지 단위이며
삭제는 블록 단위이다. ( 삭제 단위가 더 크다..)

(4) 페이지의 상태

-free: 어떠한 데이터도 저장하고 있지 않아, 
새로운 데이터를 저장할 수 있는 상태

-valid: 이미 유효한 데이터를 저장하고 있는 상태

-invalid: 유효하지 않은 데이터를 저장하고 있는 상태 

(5) 플레시 메모리는 하드 디스크와 달리 덮어쓰기가 불가능
따라서 invalid 상태를 (팔요없는 메모리를 비워내기 위해)
가비지 컬랙션 사용

🔸가비지 컬랙션 
- 한 블록 내 유효한 페이지들만 새로운 블록으로 복사
- 기존 블록(invalid 가 있는 ) 삭제