컴퓨터 구조와 디지털 저장매체

제 1편 컴퓨터 구조

제 2편 디지털 데이터의 표현

• 리틀엔디안 : 메모리 주소가 작은 곳부터 차례대로 저장되는 것
• 빅 엔디안 : 메모리 주소가 큰 곳부터 차례대로 저장되는 것

제 3편 디지털 기기 및 저장매체

제 1장 디지털 저장매체의 종류 및 특징

SSD

• 하드 디스크와 달리 반도체 메모리 내장
• 작동 소음이 없으며 전력 소모가 적음
• 제품에 따라 저장매체로 RAM을 탑재한 모델과 flash memory를 탑재한 메모리가 있음
• HDD와 동일한 형태로 개발된 대용량 플래쉬 메모리
• 자기장을 사용하는 HDD와 달리 NAND 플래시 이용, 정보 저장
• 임의 접근을 하여 탐색 시간이 없이 고속 데이터 입출력 가능
• 데이터 덮어쓰기가 불가능하여 쓰기 속도가 저하됨

DCO

ATA-6에서 추가, 하드디스크 기능을 제한시킴. 여러 사이즈로 제조된 HDD를 같은 섹터 개수를 가지는 고정 크기 HDD로 구성 가능하며, BIOS를 통해 확인이 되지 않아 증거 은닉의 목적으로 사용 가능함. 특별 ATA 명령어를 통한 접근 가능

HPA

ATA-4부터 등장, HDD에 의해 예약된 영역으로 사용자에게 보이지 않아 HD 조사나 디스크 이미징 시 반드시 확인해야 함. 루트킷에 의한 악의적인 용도로 사용되거나 주요 파일을 숨기는 목적으로 사용될 수 있음

USB 메모리

• 자유롭게 데이터를 저장하고 삭제할 수 있으며 전원이 꺼져도 데이터가 보관된다.
• 커넥터와 메모리 칩 사이 데이터 전송을 제어하는 컨트롤러로 구성
• 최대 5Gbit/s로 데이터를 전송하는 USB 3.0 규격의 제품이 있다.
• 허브를 통해 127개까지 확장 가능. 핫플러스 기능 지원
  => 핫 플러깅 : pc 사용 중에 바로 연결하여 리부팅 없이 사용 가능함
• 다양한 파일 시스템을 가지며, NAND 플래시 메모리가 많이 사용된다.
  
  
• 칩셋 : SLC, MLC, TLC
• 규격
  => USB 1.0 : 1.536Mbit/s
  => USB 1.1 : 12Mbit/s
  => USB 3.0 : 5 Gbit/s

NOR 메모리

• 신뢰성이 높고 랜덤엑세스가 빨라 휴대용 기기 프로그램의 기억장치로 쓰임
• 읽기 속도가 100ns라서 고속 랜덤엑세스 가능

SCSI : 서버 시스템에서 사용이 많고, 하나의 컨트롤러에 최대 16개의 장치 연결 가능. 각 장치는 서로 독립적으로 동작 가능

하드디스크 인터페이스

• SATA : Serial ATA의 약자로, 접점이 7개이고 전원이 켜저 있는 상태에서 교체가 가능하다.
  => SATA3 : 6Gbits
  => eSATA : 내장형 인터페이스인 SATA를 외장형으로 만든 것이며, 컴퓨터 전원이 켜진 상태에서 탈착을 할 수 있다. 하지만 인터페이스 자체적 전원 공급이 안된다는 단점이 있다.
• ATA
• EIDE

BD-R : 듀얼 레이어 사용 시 50 GB의 용량을 가짐

반도체 기반 기억 장치의 특성

-> BIOS, RAM, SSD 등
ROM : 읽기만 가능한 기억장치. 비휘발성
EEPROM : 전기적으로 읽고 쓰기 가능
DRAM : 전원이 없으면 값 유지x. 주기적으로 값 refresh 필요

플래시 메모리

• 블록 단위의 읽고 쓰기 가능
• NAND형은 데이터 저장 목적으로 많이 사용
• 플래시 메모리는 NAND형과 NOR형 존재, NOR형은 바이트 단위의 읽기 가능. 실행 코드 저장 목적으로 많이 사용
• 충격에 강하고 저전력 동작 가능
• MLC 방식은 각 셀에 2비트를 사용하여 기억하는 방식이므로 같은 크기의 셀을 사용할 때 SLC보다 많은 데이터를 저장할 수 있다.
• 블록 단위로 삭제해야 함!
• 플로팅 게이트 트랜지스터로 구성된 배열 내 정보 저장

SDRAM

• DDR SDRAM은 클록 주파수를 높이지 않고 SDR SDRAM에 비해 대역폭이 거의 두 배로 늘었다.
• 외부와의 동기를 위해 어드레스 입력과 데이터 입출력을 위한 동기 레지스터가 존재한다.
• 1 비트 저장을 위해 하나의 트랜지스터로 구현될 수 있다.

광학저장매체

• CD-ROM은 12cm 단면 원형 폴리카보네이트로 이루어진 저장 매체에 모든 형태의 디지털 정보 저장 가능
• Blu-Ray Disc는 Sony를 대표로 HD 및 대용량 데이터 지원을 위해 같은 크기의 DVD에 청색 레이저를 이용해 더 많은 데이터 저장 가능
• 듀얼 레이어 Blu-Ray Disc는 최대 50GB 크기의 고화질 비디오 저장 가능

Hard Disk

• 순차 I/O 방식이 임의 I/O 방식보다 데이터를 더 빨리 처리할 수 있음
• 디스크 컨트롤러는 캐쉬를 활용하여 읽기와 쓰기 기간을 모두 향상시킴
• 디스크에 저장된 데이터를 찾는데 걸리는 시간을
  접근 시간 이라 함
• SSD에 비해 진동, 충격 등 외부 환경에 취약
• 플래터는 양면에 데이터를 모두 기록하는 것이 가능

RAID

• 여러 개의 디스크를 하나로 묶어 하나의 논리적 디스크로 작동.
  RAID-0 : striping 기능
  RAID-1 mirroring 기능 지원
  RAID-5 : 가장 자주 볼 수 있는 유형 중 하나로 최소 3개의 디스크를 포함하며, 전용 패리티 디스크가 없어 모든 디스크의 데이터와 패리티 값을 포함한다.

IEEE1394

미국의 apple사가 제창한 시리얼 버스 인터페이스 표준 규격. 플로그 앤 플레이와 핫 스와핑 기능을 제공함