계층적 기억장치

y.dev.h·2023년 8월 18일

Computer Structure

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기억장치 액세스

기억장치에 어떤 정보를 쓰거나 읽는 동작

엑세스 방법에 따른 유형

  1. 순차 엑세스
    : 저장된 정보를 처음부터 순서대로 액세스하는 방식
    eg. 자기 테이프
  2. 직접 엑세스
    : 엑세스할 위치 근처로 직접 이동한 다음, 순차적 검색을 통해 최종 위치에 도달하는 방식
    eg. 디스크, cd-rom
  3. 임의 엑세스
    : 주소에 의해 직접 기억장소를 찾아 액세스하며, 어떤 기억 장소든 액세스하는 시간이 동일
    eg. 반도체 기억장치
  4. 연관 액세스
    : 저장된 내용의 특정 비트들을 비교하여, 일치하는 내용을 액세스
    eg. 연관 기억장치

액세스 방법에 따른 기억장치의 종류

기억장치 제조 '재료'에 따른 유형

  1. 반도체 기억장치
    : 반도체 물질인 실리콘(Si)칩을 이용한 기억장치
  2. 자기 표면 기억장치
    : 자화 물질로 코팅된 표면에 정보를 저장하는 기억장치
    eg. 디스크, 자기 테이프

데이터 저장하는 '성질'에 따른 유형

  1. 휘발성 기억장치
    : 전원 공급이 중단되면 내용이 지워지는 기억장치
    eg. RAM

  2. 비휘발성 기억장치
    : 전원 공급에 관계없는 영구 저장장치
    eg. ROM, 디스크, CD-ROM

  3. 삭제 불가능 기억장치
    : 삭제 불가능 기억장치
    eg. ROM

성능 결정 요소

1. 기억장치 시스템을 설계하는데 있어서 고려해야할 주요 특성

1-1 용량 (capacity)
1-2 액세스 속도

2. 메모리 용량

2-1 전송 단위 (Unit of Transfer)
: CPU가 한 번의 기억장치 액세스에 의해 읽거나 쓸 수 있는 비트수

  • 주기억장치의 경우 : 단어 (Word) 단위
  • 보조기억장치의 경우 : 블록 (512바이트 or 1K바이트) 단위

2-2 주소 지정 단위 (Addressable Unit)
: 바이트 단위 or 단어 단위, 주소 비트 수 A와 주소지정 단위 수 N과의 관계
2의 A승 = N

3. 액세스 시간

3-1 액세스 시간 (Access Time)
: 주소와 쓰기/읽기 신호가 도착한 순간부터 데이터 액세스가 완료되는 순간까지의 시간
: 임의 액세스인 경우 = 모든 기억장치들에 대해 엑세스 시간 동일 but 순차적,직접 액세스의 경우는 데이터가 저장된 위치에 따라서 액세스 시간이 달라짐. (seek time, transfer time으로 나뉨)

3-2 기억장치 사이클 시간 (Memory Cycle Time)
: 어떤 기억장치의 액세스를 시작하는 순간부터 다음 액세스를 다시 시작할 수 있을 때까지의 시간 간격
: 액세스 시간 + 데이터 복원시간 (Data Restoration Time)

  • 반도체 기억장치, 디스크의 경우 데이터 복원시간 = 0
  • 읽기 동작 후에 정보가 파괴되는 저장장치인 경우 그것을 복원시키는 데 걸리는 시간을 복원 시간이라함

4. 액세스 속도

4-1 데이터 전송률 (Data Transfer Rate)
: 기억장치로부터 초당 액세스 되는 비트수 = 전송속도
(1/액세스 시간)* (한번에 읽혀지는 데이터 비트수)
eg.

계층적 기억장치 시스템

: 기억장치의 성능 대 가격비(Perfoermansce /Cost Ration)를 향상시키기 위하여 한 시스템 내에 다양한 종류의 기억장치들을 사용하는 방식

기억장치 설계에 있어 중요한 요소들

: 용량/속도/가격

기억장치 특성간 관계

  • 액세스 속도 높아질수록, 비트당 가격 높아짐
  • 용량 커질수록, 액세스 속도 낮아짐

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