보조기억장치
보조기억장치는 물리적인 디스크가 연결되어 있는 기억장치이다. 주기억장치보다는 느리지만 컴퓨터의 전원을 끄더라도 저장된 데이터가 사라지지 않고 영구적으로 보관할 수 있는 장치이고, 용량이 주기억장치에 비해 크다.[1]
목차
개요[편집]
보조기억장치는 1계층에 속하는 컴퓨터의 기억장치이다. 기억장치는 주기억장치와 보조기억장치로 나뉜다. 주기억장치는 반도체로 만들어져 속도가 빠르지만, 용량이 작고 대부분 전원이 차단되면 저장된 자료가 소멸된다. 하지만 보조기억장치는 속도가 주기억장치보다 느리지만, 다량의 자료를 영구적으로 보관할 수 있다. 보조기억장치는 자료 접근 방법에 따라 순차접근(sequential access) 방식과 직접접근(direct access) 방식이 있다. 순차접근은 데이터를 순차적으로 접근하는 방식으로, 정보를 순차적으로만 읽고 쓰기를 하는 방식으로서 기록 밀도가 좋으나 정보검색에 많은 시간이 걸리고, 자료의 삽입과 삭제시 재구성해야만 한다. 직접접근 방식은 순차적으로 또는 필요한 위치에서 직접 읽고쓰기를 하는 방식으로, 자기드럼과 자기디스크가 이에 속한다.[2] 중·대형 컴퓨터에서는 자기디스크(Magnetic Disk), 자기테이프(Magnetic Tape) 등이 쓰인다. 개인용 컴퓨터에서는 플로피디스크(Floppy Disk), 하드디스크(Hard Disk), 시디롬(CD-ROM), DVD, 에스에스디(SSD) 등이 쓰인다.[3]
계층[편집]
기억장치의 계층은 4계층으로 분류한다.[4]
계층 이름 비고 4계층 레지스터
중앙처리장치 내부에 존재하는 기억장치로, 접근 시간이 중앙처리장치의 처리 속도와 비슷하다.
3계층 캐시메모리
중앙처리장치가 주기억장치에 접근할 때 속도 차이를 줄이기 위해 사용된다. 실행 중인 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다. 기억 용량은 작지만 접근 시간이 주기억장치보다 5~10배 정도 빠르다.
2계층 주기억장치
중앙처리장치가 직접 데이터를 읽고 쓸 수 있는 장치로, 레지스터나 캐시 메모리보다 기억 용량이 크다.
1계층 보조기억장치
주기억장치에 비해 접근 시간은 느리지만 기억 용량이 크다. 접근 시간은 주기억장치보다 약 1000배 정도 느리다.
계층이 올라갈수록 접근 속도가 증가하고 저장 비용이 상승한다. 반면에 기억 용량은 감소하게 된다.
종류[편집]
중·대형 컴퓨터용[편집]
자기테이프[편집]
자기테이프는 플라스틱 테이프 겉에 산화철 등의 자성 재료를 바른 테이프이다. 자기테이프는 대부분 컴퓨터 기억, 오디오, 비디오를 기록하는 데에 쓰인다. 자기테이프는 1928년 독일의 프리츠 플로이머(Fritz Pfleumer)가 소리를 기록하기 위하여 개발하였으며 1898년의 덴마크의 발데마르 포울센(Valdemar Poulsen)이 자기선(magnetic wire) 녹음을 발명한 것에 기반을 둔다. 플로이머의 이 발명품은 긴 종이 조각에 코팅하는 산화 철(III)(Fe2O3) 파우더를 사용하였다. 순차 접근(SASD)만 가능한 기억장치이며 속도가 느리고 저장되어 있는 데이터 이용이 불편하지만, 가격이 저렴하고 용량이 큰 까닭에 데이터 백업용으로 많이 쓰인다. 이밖에도 소리를 녹취하거나 영상을 녹화하는 데에도 사용할 수 있다. [5]
자기디스크[편집]
자기디스크는 대용량 보조기억장치로서 자기테이프 장치와는 달리 자료를 직접 또는 임의로 처리할 수 있는 직접접근 저장장치(DASD)이다. 주변에서 흔히 볼 수 있는 레코드판과 같은 형태의 알루미늄과 같은 금속성 표면에 자성물질을 입혀서 그 위에 데이터를 기록하고 기록된 데이터를 읽어낸다. 회전축을 중심으로 자료가 저장되는 동심원을 트랙(track)이라고 하며 하나의 트랙을 여러 개로 구분한 것을 섹터(sector)라고 하고, 동일 위치의 트랙 집합을 실린더(cylinder)라고 한다. 안쪽의 트랙과 바깥쪽의 트랙이 길이는 다르지만 정보량은 같게 되어 있다. 실린더, 트랙, 섹터의 번호는 자료를 저장하는 장소 즉 주소로 이용된다. 자기디스크는 디스크 구동장치(disk driver)와 디스크 팩으로 구성된다. 디스크 구동장치는 액세스 암(access arm), 액츄에이터(actuator), 회전축으로 구성된다. 디스크 팩은 여러 매의 디스크를 쌓아 올린 형태로 한 개의 기억 단위로 취급되는 것을 뜻하는데, 이들 디스크 전체를 볼륨(volume)이라 하며 디스크 팩에서 제일 위의 윗면과 제일 아랫면은 보호면으로 사용되므로 기록되지 않는다. 데이터를 판독하거나 기록하기 위한 작업은 액세스 암의 헤드가 작동할 수 있는 준비 상태에서 시작되며, 디스크면에 기록된 내용을 찾기 위하여 액세스 암이 저장 위치까지 도달하는 데 걸리는 시간을 탐구 시간(seek time)이라 하고, 해당 실린더에 저장된 데이터를 찾기 위하여 레코드 위치까지 도달하는 데 걸리는 시간을 탐색 시간(search time)이라고 한다. 또한 회전하고 있는 디스크 위에 헤드가 위치한 후 찾고자 하는 데이터 레코드의 기록 부분이 헤드 아래까지 오는 데 걸리는 시간을 회전지연시간(rotational delay time)이라 하고, 주기억장치와 자기디스크 장치 간에 데이터 전송을 위하여 걸리는 시간을 데이터 전송 시간(data transfer time)이라고 한다.[6]
개인용 컴퓨터용[편집]
하드디스크[편집]
하드디스크(Hard disk drive, HDD)는 대표적인 보조기억장치 중 하나로, 비휘발성, 순차접근이 가능한 컴퓨터의 보조기억장치이다. 보호 케이스 내부의 플래터를 회전시켜, 이것에 자기 패턴으로 정보를 기록한다. 하드디스크는 플로피 디스크와 같은 자기 기록 매체이나, 플로피 디스크와 다르게 금속 재질의 플래터에 데이터를 기록하기 때문에 플로피 디스크와 구분짓기 위해 재질적으로 단단하다는 뜻으로 하드라는 이름이 붙었다. 하드디스크는 최근에 컴퓨터가 아닌 전자제품에도 사용하는 빈도가 늘어나고 있다.[7] 하드디스크에는 플래터라고 불리는 자석의 성질을 가진 딱딱한 원반이 여러 장 들어 있는데, 하드 디스크라고 불리는 것도 이런 이유에서이다. 그 원반들은 하나의 축에 고정되어 전기모터의 힘으로 회전한다. 이 원반 표면에 전자적인 방식으로 힘을 가해 여러 가지 정보를 기록 또는 삭제할 수 있는 것이다. 제조하는 기술이 발전하면서 저장 가능한 공간도 계속해서 늘어나고 있고, 컴퓨터 본체에 반드시 부착될 필요가 없어 휴대가 간편한 이동식 하드 디스크도 개발되었다. 하지만 이와 같은 하드 디스크는 충격에 매우 약하기 때문에 조심히 다뤄야 한다. 갑작스런 충격이나 진동에 저장되었던 데이터가 손상될 수 있기 때문이다. 또한, 플래터 자체가 자석의 성질을 가지고 있기 때문에 자석의 성질을 띠는 다른 물체와 접촉하지 않도록 주의해야 한다.[8]
에스에스디[편집]
에스에스디(Solid State Driver, SSD)는 순수 전자식으로 작동하므로 기계식인 하드디스크의 문제인 긴 탐색 시간, 반응 시간, 기계적 지연, 실패율, 소음을 크게 줄여 준다. 하지만 가격이 하드디스크보다 가격이 훨씬 비싸다.[9] 에스에스디는 용도나 외관, 설치 방법 등은 하드디스크와 유사하지만 내부적으로 차이가 있는데, 에스에스디는 하드디스크와 달리 자기디스크가 아닌 반도체를 이용해 데이터를 저장한다. 이러한 특성 덕분에 에스에스디는 하드디스크보다 빠른 속도로 데이터의 읽기나 쓰기가 가능하다. 그리고 물리적으로 움직이는 부품이 없기 때문에 작동 소음이 없으며 전력 소모도 적다. 이런 특성 덕분에 휴대용 컴퓨터에 에스에스디를 사용하면 배터리 유지 시간을 늘릴 수 있다는 이점이 있다. 에스에스디의 내부 구조는 시스템과 연결되는 인터페이스(연결 포트 등)와 데이터 저장용 메모리, 그리고 인터페이스와 메모리 사이의 데이터 교환 작업을 제어하는 컨트롤러(controller) 및 외부 장치와 에스에스디간의 처리 속도 차이를 줄여주는 버퍼(buffer)메모리로 구성되어 있다. 이 중에 주목해야 할 것이 데이터 저장용 메모리다. 에스에스디제품에 따라서 저장매체로 일반 램(RAM)을 탑재한 모델과 플래시메모리(flash memory)를 탑재한 모델로 나뉜다. 램 기반의 에스에스디는 매우 압도적인 속도를 발휘하는데, 이를 탑재한 PC는 전원을 켠 후 1~2초 만에 윈도우 운영체제의 부팅을 끝낼 수 있을 정도다. 다만, 램은 전원이 꺼지면 저장 데이터가 모두 사라지기 때문에 PC의 전원을 끈 상태에서도 에스에스디에 지속적으로 전원을 공급해 주는 전용 배터리를 필수적으로 갖춰야 한다. 만약 PC가 꺼진 상태에서 에스에스디에 연결된 배터리마저 방전된다면 모든 데이터가 지워진다. 이런 단점 때문에 램 기반의 에스에스디는 그다지 쓰이지 않는다. 따라서 일반적인 에스에스디라고 한다면 플래시메모리 기반의 모델을 지칭한다. 플래시메모리는 전원이 꺼지더라도 기록된 데이터가 보존 되기 때문에 기존의 하드디스크와 같은 감각으로 사용이 가능하여 편리하다. 그리고 속도 면에서는 램 기반의 에스에스디에 비해 느리긴 하지만 하드디스크에 비하면 빠르다. 플래시메모리 기반의 에스에스디를 장착한 PC는 하드디스크를 장착한 동급 사양의 PC에 비해 최소 2~3배 이상 빠른 운영체제 부팅 속도나 프로그램 실행 속도를 기대할 수 있다.[10]
플로피디스크[편집]
플로피디스크는 껍데기(재킷) 안에 자성체로 덮여 있는, 회전할 수 있는 원판(필름)이 들어 있다. 헤드가 표면과 떨어져있는 하드디스크와는 달리, 플로피디스크는 직접 헤드와 맞닿아있다. 그 결과, 데이터와 헤드가 빠르게 닳아버린다. 닳아 없어지는 것을 줄이기 위해서, PC에서는 드라이브가 읽거나 쓰지 않을 때, 헤드를 움츠리고, 회전을 중지시킨다. 그 다음에 읽거나 쓰는 명령을 받게 되면, 멈추었던 모터가 다시 돌아 회전력을 얻기까지 약 0.5초의 지연 시간을 가지게 된다. 이러한 구조 때문에 읽기/쓰기를 요청했을 때 하드디스크보다 느리게 시작한다.[11]
- 집 드라이브(zip drive) : 1994년에 아이오메가(Iomega)사에서 개발한 고용량 플로피 디스크 드라이브의 일종이다.[12]
- 재즈 드라이브(Jaz drive) : 컴퓨터 파일을 백업하거나 보관할 때 사용하는 디스크 드라이브로, 미국의 아이오메가에서 집 드라이브의 후속 기종으로 내놓은 제품이다. 지금은 더 이상 개발하지 않고 있다.[13]
시디롬[편집]
시디롬(Compact Disk-Read Only Memory)는 컴퓨터에 소프트웨어를 보급할 때 널리 사용되는 저장장치이다. 읽기전용기억장치라는 의미를 지닌 롬(ROM)은 시디롬에 데이터가 영구히 들어 있다는 뜻이다. 따라서, 컴퓨터로 시디롬 안의 데이터를 지우거나 바꾸거나 새로운 내용을 더 삽입할 수는 없다. 시디롬은 오디오용 콤팩트 디스크와 크기도 같고 작동 방식도 같다. 시디롬의 한쪽 면은 평평한 면에 0과 1을 나타내는 미세한 구멍들이 있다. 레이저 장치로 레이저 광선을 쏘아 시디롬 디스크의 구멍들을 읽어서 비트 신호를 만든다. 표준 규격의 시디롬은 약 650메가바이트의 용량을 저장할 수 있는데, 이것은 대략 양면으로 타자한 문서 32만 5,000페이지에 이르는 분량이다. 이렇게 용량이 크기 때문에 시디롬은 동영상, 음향 등으로 용량이 큰 멀티미디어 프로그램들을 보급하는 주요 수단으로 쓰인다.[14]
DVD[편집]
DVD(Digital Versatile Disc)는 CD에서 더 발전한 저장 매체이다. 겉모습은 12cm나 8cm 지름의 원반으로서 CD와 같으나 다른 포맷으로 저장되며 높은 용량을 가지고 있다. DVD에는 싱글 레이어와 듀얼 레이어가 있다. 싱글 레이어는 용량이 4.7GB 이고, 듀얼 레이어는 8.5GB의 데이터를 저장할 수 있다. 하지만 최대 9.4GB를 저장할 수 있는 DVD-RAM보다 살짝 용량이 낮다. 종류로는 DVD-R, DVD+R, DVD-RW 등이 있으며, 듀얼 레이어 DVD는 DVD 기록 장치가 듀얼 레이어(DL)를 지원해야만 정상적으로 구울 수 있다.[15] 그리고 DVD의 또 다른 특징이라면 마치 LP 레코드처럼 디스크 양면으로 데이터를 담을 수 있다는 점이다. 이 경우, 한쪽 면의 재생이 끝나면 디스크를 꺼내서 뒤집어줘야 하는 불편이 있지만, 단면 DVD의 2배에 달하는 데이터를 담을 수 있는 장점이 있다. 양면 DVD 역시 DL 방식의 데이터 수록이 가능하기 때문에 DL 방식으로 기록된 양면 DVD는 최대 17.08GB의 데이터를 담을 수 있다. 다만, 양면 DVD는 사용이 번거롭고 디스크 생산 단가가 높기 때문에 그다지 쓰이지 않는다. 그리고 일반적인 DVD보다 디스크 크기가 작은 미니 DVD(지름 8cm)도 있다. 미니 DVD는 1.4GB(단면 단층 방식)에서 5.2GB(양면 DL 방식)의 데이터를 담을 수 있다. 대표적인 DVD 드라이브로 DVD-ROM 드라이브, DVD 콤보 드라이브, DVD-RW, DVD+RW 레코더, DVD±RW(DVD 멀티) 레코더 등이 있다.[16]
기타[편집]
블루레이디스크[편집]
블루레이디스크(Blu-ray Disc, BD)는 고선명(HD) 비디오를 위한 디지털 데이터를 저장할 수 있도록 소니(SONY)가 주도하는 블루레이 디스크 협회(Blu-ray Disc Association)에서 정한 광 기록 방식 저장매체이다. 블루레이 디스크에 담긴 비디오 데이터의 무단 복제를 막기 위해 강력한 여러 복제 방지 기술이 구현되어 있다. 이 기술은 각 디스크 별로 다르게 적용할 수 있어, 한 디스크의 복제 방지 기술이 무력화되더라도 다른 디스크의 복제 방지 기술에는 접근할 수 없는 등의 특징을 갖는다. 또한 워터 마킹 기술이 사용되어 BD-ROM의 제작 업체 등을 쉽게 확인할 수 있어, 인증되지 않은 업체의 디스크 무단 제작을 막는 것이 가능하다.[17]
플래시메모리[편집]
플래시메모리는 전기적으로 데이터를 지우고 다시 기록할 수 있는(electrically erased and reprogrammed) 비휘발성 컴퓨터 기억 장치를 말한다. 메모리 칩 안에 정보를 유지시키는 데에 전력이 필요 없는 비휘발성 메모리이다.[18]
- NOR 플래시 : NOR 플래시는 지우기와 쓰기 시간이 긴 대신 어떤 위치에도 임의로 접근할 수 있게 주소/자료 인터페이스를 제공한다. 이 메모리는 컴퓨터 바이오스나 셋톱 박스의 펌웨어와 같이 자주 업데이트되지 않는 프로그램 코드를 저장하는 데에 알맞다. 플래시 메모리 특성상 10,000에서 1,000,000까지 지울 수 있다. NOR 기반 플래시는 초기 이동형 매체의 뿌리가 되어, 콤팩트 플래시에서 처음 사용되었으나 나중에 좀 더 싼 NAND 플래시가 쓰이기 시작했다.[18]
- 낸드 플래시 : 낸드(NAND) 플래시는 NOR 플래시에 비해 지우기와 쓰기 시간이 좀 더 빠르고 집적도가 높으며 비트당 제작비도 낮고 10배의 내구성을 자랑한다. 그러나 입출력 인터페이스는 자료에 대한 순차 접근만을 지원한다. 이것은 컴퓨터 메모리로는 조금 덜 유용하지만 개인용 컴퓨터 카드와 다양한 메모리 카드와 같은 대용량 저장 장치에 알맞다. 플래시 메모리의 한계는 블록 내에서 특정 단위로 읽고 쓸 수 있지만, 블록 단위로 지워야 한다는 것이다. 또한 덮어 쓸 수 없으므로, 모든 블록을 지우기 전까지는 해당 자료를 변경할 수 없다.[18]
USB 플래시 드라이브[편집]
USB 플래시 드라이브(USB flash drive)는 USB 포트에 꽂아 쓰는 플래시 메모리를 이용한 이동형 저장 장치를 말한다. 크기가 일회용 라이터 정도에 불과해 휴대하기도 매우 간편하다. 또한 큰 용량의 파일을 가지고 다닐 때나 파일을 옮길 때 편리하며 보안용 암호장치도 있어 자료를 안전하게 보관할 수 있다. 특히 대한민국 환경에서는 인터넷 뱅킹 사용자가 회사나 PC방에서 거래할 때 필요한 공인인증서를 안전하게 쓸 수 있어 정보의 외부유출 위험을 줄일 수 있다. 다만 공인인증서는 한 폴더만 복사하면 바로 인증서를 사용할 수 있기 때문에 각별한 주의가 요구된다.[19]
비교[편집]
[3]
종류
내부/외부 속도 매체 용량 미디어 교체 가능 접근 방법 가격
디스켓
내외부 저속 매우 저용량 가능 직접접근 낮음
테이프
내외부 매우 저속 고용량 가능 순차접근 중간
하드디스크
내외부 고속 초대용량 불가능 직접접근 중간
시디롬
내외부 중간 고용량 가능 직접접근 낮음
USB
외부 고속 다양한 용량 가능 직접접근 높음
에스에스디
내부 초고속 매우 고용량 가능 직접접근 높음
각주[편집]
- ↑ 리챠드후앙, 〈컴퓨터 주기억장치 & 보조기억장치 란...무엇인가〉, 《티스토리》, 2021-01-04
- ↑ 〈보조기억장치〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 3.0 3.1 〈3장 컴퓨터 시스템의 구조〉, 《강원대학교》
- ↑ 안경잡이개발자, 〈컴퓨터의 기억장치란?〉, 《티스토리》, 2016-06-12
- ↑ 〈자기 테이프〉, 《위키백과》
- ↑ 〈자기디스크〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈하드 디스크 드라이브〉, 《위키백과》
- ↑ 〈하드 디스크〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈솔리드 스테이트 드라이브〉, 《위키백과》
- ↑ 〈SSD〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈플로피 디스크〉, 《위키백과》
- ↑ 〈집 드라이브〉, 《위키백과》
- ↑ 〈재즈 드라이브〉, 《위키백과》
- ↑ 〈CD-ROM〉, 《위키백과》
- ↑ 〈DVD〉, 《위키백과》
- ↑ 〈DVD〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈블루레이 디스크〉, 《위키백과》
- ↑ 18.0 18.1 18.2 〈플래시 메모리〉, 《위키백과》
- ↑ 〈USB 플래시 드라이브〉, 《위키백과》
참고자료[편집]
- 〈보조기억장치〉, 《네이버 지식백과》
- 〈하드 디스크〉, 《네이버 지식백과》
- 〈자기디스크〉, 《네이버 지식백과》
- 〈SSD〉, 《네이버 지식백과》
- 〈DVD〉, 《네이버 지식백과》
- 〈하드 디스크 드라이브〉, 《위키백과》
- 〈솔리드 스테이트 드라이브〉, 《위키백과》
- 〈플로피 디스크〉, 《위키백과》
- 〈CD-ROM〉, 《위키백과》
- 〈DVD〉, 《위키백과》
- 〈블루레이 디스크〉, 《위키백과》
- 〈플래시 메모리〉, 《위키백과》
- 〈집 드라이브〉, 《위키백과》
- 〈재즈 드라이브〉, 《위키백과》
- 〈자기 테이프〉, 《위키백과》
- 〈USB 플래시 드라이브〉, 《위키백과》
- 〈3장 컴퓨터 시스템의 구조〉, 《강원대학교》
- 리챠드후앙, 〈컴퓨터 주기억장치 & 보조기억장치 란...무엇인가〉, 《티스토리》, 2021-01-04
- 안경잡이개발자, 〈컴퓨터의 기억장치란?〉, 《티스토리》, 2016-06-12
같이 보기[편집]
