[전산기초] 주기억장치 / 보조기억장치

주기억장치

주기억장치는 CPU가 직접 접근하여 데이터를 처리할 수 있는 기억장치(Memory)로, 현재 수행되는 프로그램과 데이터를 저장하고 주소(Address)에 의해 저장된 위치를 구분한다. 종류에는 ROM과 RAM이 있다.

 

1. ROM(롬)

ROM(Read Only Memory)는 기억된 내용을 읽을 수만 있는 기억장치로서, 일반적으로 쓰기가 불가능

 

- 전원이 꺼져도 기억된 내용이 지워지지 않는 비휘발성 메모리

- 주로 기본 입출력 시스템(BIOS), 글자 폰트, 자가진단프로그램(POST, Power On Self Test) 등이 저장되어 있음

 

롬(ROM)의 종류와 특징

기억된 내용의 수정 가능 여부 및 데이터 기록 방법에 따라 다음과 같이 분류됨

Mask ROM	제조 과정에서 미리 내용을 기억시킨 ROM / 사용자가 임의로 수정할 수 없음
PROM(Programmable ROM)	특수 프로그램을 이용하여 한 번만 기록할 수 있으며, 이후엔 읽기만 가능
EPROM(Erasable PROM)	자외선을 이용하여 신규기입 또는 기록된 내용을 여러 번 수정
EEPROM(Electrically EPROM)	전기적인 방법으로 신규기입 또는 기록된 내용을 여러 번 수정 ** SSD가 EPROM 덩어리임 ㅎㅋㅎㅋ

 

2. RAM(램)

RAM(Random Access Memory)는 자유롭게 읽고 쓸 수 있는 기억장치이다.

 

- RAM에는 현재 사용중인 프로그램이나 데이터가 저장되어 있다.

- 전원이 꺼지면 기억된 내용이 모두 사라지는 휘발성 메모리이다.

- 일반적으로 '주기억장치'라고 하면 램(RAM)을 의미

 

SRAM / DRAM의 특징

구분	동적 램(DRAM)	정적 램(SRAM)
구성 소자	콘덴서 : 전기를 저장할 수 있는 일종의 축전지	플립플롭 : 한 비트의 정보(0, 1)를 기억할 수 있는 기억소자로, 기억장치를 구성하는 전자회로
특징	전원이 공급되어도 일정시간이 지나면 전하가 방전되므로 주기적인 재충전이 필요(Refresh)	전원이 공급되는 동안에는 기억 내용이 유지됨
전력소모	적음	많음
접근 속도	느림	빠름
집적도(밀도)	높음	낮음
가격	저가	고가
용도	일반적인 주기억장치	캐시 메모리

 

 

3. 기타 메모리

명칭	특징
캐시 메모리 (Cache Memory)	- 중앙처리장치(CPU)와 주기억장치 사이에 위치하여 컴퓨터의 처리 속도를 향상시키는 역할 - 캐피 메모리로는 접근 속도가 빠른 정적 램(SRAM)을 사용
가상 메모리 (Virtual Memory)	- 보조기억장치(하드디스크)의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 메모리 기법으로, 주기억장치보다 큰 프로그램을 불러와 실행해야 할 때 유용하게 사용됨
버퍼 메모리 (Buffer Memory)	- 두 개의 장치가 데이터를 주고받을 때 두 장치 간의 속도 차이를 해결하기 위해 중간에 데이터를 임시로 저장해 두는 공간(키보드 버퍼, 프린터 버퍼 등) - 캐시 메모리도 일종의 버퍼임
연관 메모리 (Associative Memory)	- 주소를 참조하여 데이터를 읽어오는 방식이 아니라 저장된 내용의 일부를 이용하여 기억장치에 접근하여 데이터를 읽어오는 기억장치 ** Hash 개념을 Cache에 적용했다고 생각하면 됨 - 가상 메모리(Virtual Memory)나 캐시 메모리(Cache Memory)의 주소 변환 테이블에서 사용됨 - 연관 메모리의 구성 요소: 검색 자료(데이터), 레지스터, 키(마스크) 레지스터, 매치 레지스터(일치 지시기)
플래시 메모리 (Flash Memory)	- EEPROM의 일종으로 비휘발성 메모리 - SSD에 많이 쓰임

 

 

 

보조기억장치

보조기억장치는 주기억장치의 단점을 보완하기 위한 기억장치이다. 보조기억장치는 주기억장치에 비해 속도는 느리지만 전원이 차단되어도 내용이 그대로 유지되고, 저장용량이 크다는 장점이 있다.

 

1. 자기 테이프(Magnetic Tape)

자기테이프에는 주소의 개념이 없고, 처음부터 차례대로 처리하는 순차 처리(SASD)*만 할 수 있는 대용량 저장 매체

 

- 가격이 저렴하고 용량이 커서 자료의 백업용으로 ㅁ낳이 사용

 

* 접근 방식

- 순차접근 저장매체(SASD; Sequential Access Storage Device)

: 자료가 저장된 위치에 접근할 때, 처음부터 순서대로 접근하여 원하는 위치를 검색하는 메모리(자기 테이프)

 

- 직접접근 저장매체(DASD; Direct Access Storage Device)

: 순서를 거치지 않고 자료가 저장된 위치를 직접 접근할 수 있는 메모리(자기 테이프를 제외한 모든 기억장치)

 

자기테이프의 구조 및 관련 용어

- BOT(Beginning Of Tape): 자기 테이프의 시작 위치

- EOT(End of Tape): 자기 테이프의 끝 위치

- BPI(Byte Per Inch): 1인치에 기억할 수 있는 바이트 수, 기록밀도라고 함

- GAP: 레코드와 레코드 사이의 데이터를 기록할 수 없는 공간

- IRG(Inter Record Gap): 레코드와 레코드 사이의 갭

- IBG(Inter Block Gap): 블록과 블록 사이의 갭

- Block: 한 개 이상의 논리 레코드의 집합으로 입출력의 단위. 물리 레코드라고도 함

 

 

2. 자기 디스크(Magnetic Disk)

자성물질을 입힌 금속원판을 여러 장 겹쳐서 만든 기억매체로, 용량이 크고 접근속도가 빠르다

* 옛날 CD-ROM이나, 현대의 HDD 등

 

자기디스크 관련 용어

- 트랙(Track): 회전축(스핀들 모터)을 중심으로 데이터가 기록되는 동심원

- 섹터(Sector): 트랙을 일정하게 나눈 구간으로 정보 저장의 기본 단위

- 실린더(Cylinder): 여러 장의 디스크 판에서 같은 위치에 있는 트랙의 모임

- 클러스터(Cluster) 여러 개의 섹터를 모은 것으로, 운영체제가 관리하는 파일 저장의 기본 단위

- TPI(Tracks Per Inch): 1인치에 기록할 수 있는 트랙의 수로, 디스크의 기록밀도 단위

- 탐색시간(Seek Time): 읽기/쓰기 헤드가 지정된 트랙(실린더)에 도달하는 데 걸리는 시간

- Search Time(=Latency Time, 지연 시간): 읽기/쓰기 헤드가 지정된 트랙(실린더)를 찾은 후 원판이 회전하여 원파는 섹터의 읽기/쓰기가 시작될 때까지의 시간

- 전송시간(Transmission Time): 읽은 데이터를 주기억장치로 보내는 데 걸리는 시간

- 접근시간(Access Time): 데이터를 읽고 쓰는 데 걸리는 시간의 합(Seek Time + Search Time + Transmission Time)

 

 

자기디스크의 종류

1) 하드디스크 (Hard Disk)

- 자성 물질을 입힌 금속 원판을 여러 장 겹쳐서 만든 기억매체로, 개인용 컴퓨터에서 보조기억장치로 널리 사용됨

- 저장용량이 크고, 데이터 데이터 접근속도가 빠르나, 충격에 약해 본체 내부에 고정시켜 사용하므로 이동이 불편

 

2) CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)

두께 1.2mm, 지름 12cm 크기에 약 650MB의 정보를 저장하는 매체로,

화상이나 음성정보 등의 멀티미디어 데이터를 저장하기에 적합

- CD-ROM은 제품을 만들 때 이미 내용을 기록한 것으로, 사용자는 읽기만 가능

- 자기 디스크와 달리 연속된 나선형 트랙을 사용하므로 섹터의 길이가 일정

 

3) DVD(Digital Video(Versatile) Disk)

멀티미디어 데이터를 저장할 수 있는 저장매체

- DVD는 CD와 같으 ㄴ크기지만, CD-ROM과 달리 양면을 모두 사용할 수 있다.

- 4.7~17GB의 데이터 기록 가능