[컴퓨터] 기억 장치

■ 기억장치 분류

종류	설명
주기억장치	CPU가 직접 접근을 해서 처리하는 용도이다. 보조기억장치보다 속도가 빠르다. [종류] (1) 반도체 기반 : RAM, ROM (2) 자기 기반 : 자기코어 (반도체 기억 소자가 범용화 되기 전 주로 사용되었던 장치)
보조기억장치	저장용이고 용량이 매우 크지만 주기억장치보다는 속도가 많이 느리다. [접근방식에 따른 종류] (1) SASD : 자기 테이프 (2) DASD : 자기 디스크, 하드  디스크, 자기 드럼, CD-ROM, DVD
* SASD (순차접근저장매체, Sequential Access Storage Data) : 처음부터 순서대로 접근하여 자료가 저장된 위치를 검색하는 메모리. * DASD (직접접근저장매체, Direct Access Storage Data) : 순서를 거치지 않고 자료가 저장된 위치를 직접 접근할 수 있는 메모리
특수용도기억장치	캐시 메모리, 가상 메모리, 연관 메모리, 플래시 메모리 등이 있다.

■ 주기억장치

 CPU가 직접 접근하는 저장 매체이고 현재 수행되는 프로그램[프로세스], 데이터를 저장한다.

크게 종류가 RAM과 ROM으로 나뉜다.

 

* ROM

: 읽기 전용, 비휘발성, 입 · 출력 시스템의 자가 진단 프로그램 저장 (ROM BIOS)

 

* RAM
 : 휘발성, 현재 사용 중인 프로그램이나 데이터를 저장. 재충전을 하냐 안하냐에 따라 DRAM, SRAM으로 나뉜다.

[ROM (Read-Only Memory) 종류]

종류	설명
Mask Rom	제조 공장에서 프로그램 되어 있는 ROM. 기본적인 ROM의 특징이다.
PROM (Programmable ROM)	PROM Writer로 한 번만 기록이 가능하고 내용을 지울 수 없다.
EPROM (Erasable ROM)	자외선을 이용하여 지우고 다시 사용할 수 있는 메모리
EEPROM (Electrically EPROM)	전기적으로 삭제하고 다시 쓸 수도 있는 메모리

 

[RAM (Random Access Memory) 종류]

종류	설명
DRAM (동적, Dynamic)	- 구성 소자 : 콘덴서 - 특성 : 주기적으로 재충전한다 (★) - 전력 소모 : 적다 - 접근 속도 : 느리다 (★) - 가격 : 저가 - 용도 : 일반적인 주기억 장치 (★)
SRAM (정적, Static)	- 구성 소자 : 플립 플롭 - 특성 : 전원 공급이 되는 동안만 유지 - 전력 소모 : 많다 - 접근 속도 : 빠르다 - 가격 : 고가 - 용도 : 캐시 메모리 (★)
* 비휘발성 : 컴퓨터 전원이 꺼져도 내용이 지워지지 않는 특성 * 휘발성 : 컴퓨터 전원이 꺼지면 내용이 지워진다. * 콘덴서 (Capacitor) : 전기를 저장할 수 있는 축전지

 

■ 보조기억장치

 대규모 기억 용량을 갖는 장비로 구현. 데이터를 보관하였다가 주기억장치로 이동시키는 기능을 한다.

 

종류	설명
자기 테이프 (Magnetic Tape)	주소의 개념이 없어 순차로 접근한다. 주로 백업용으로 많이 쓴다. - 데이터를 보관하는 기본 단위는 '레코드(Record)'이다. ▼ 테이프의 기본 타입 ▼ 블로킹(Blocking) 이후 * 블로킹을 하는 이유 : 입출력 시간을 줄이고 처리속도를 높이며 저장 공간을 절약할 수 있기 때문.
* BOT (Beginning of Tape) : 테이프의 시작 부분 * EOT (End of Tape) : 테이프의 끝 부분 * Block : 한 개 이상의 논리 레코드 집합, 입 · 출력 단위, 물리 레코드 * Blocking (블로킹) : 데이터를 묶어서 블로고하 하는 것. * 블록화 인수 : 하나의 블록을 구성하는 논리 레코드의 개수 * IRG (Inter Record Gap) : 레코드와 레코드 사이의 갭 * IBG (Inter Block Gap) : 블록과 블록 사이의 갭 * BPI (Byte Per Inch, 기록 밀도) : 1인치에 기억할 수 있는 바이트 수
자기 디스크 (Magnetic DISK)	- 자성 물질을 입힌 금속 원판을 여러 장 겹쳐서 만든다. - (★) 순차적 / 비순차적 접근 및 처리가 모두 가능하다. - 데이터를 양면에 기록이 가능하다.   (단, 디스크 팩의 가장 윗면과 아랫면은 데이터를 기록 할 수 없다) (문제) 디스크 팩이 6장으로 구성 되어있을 때 사용하여 기록할 수 있는 면 수는? (답) 10  ( 6x2 = 12 -> 12 - 2(맨 윗면, 맨 아랫면) = 10) - 구성요소 : 자기 디스크, 액세스암, 헤드
[구성 관련 용어 정리] * 액세스 암 (Access Arm) : 데이터가 판독 · 기록 되도록 헤드를 움직이는 장치 * 판독 · 기록 헤드 (R/W Head) : 데이터를 기록하고, 기록된 데이터를 판독하는 부분 * 트랙 (Track, ★) : 디스크의 회전 축을 중심으로 데이터가 기록되는 동심원 * 섹터 (Sector) : 하나의 트랙을 몇 개로 분할한 블록, 정보 저장의 기본 단위 * 실린더 (Cylinder) : 회전 축으로부터 같은 거리에 있는 트랙들의 모임  (실린더 수 = 트랙 수) * 클러스터 (Cluster) : 여러 개의 섹터들의 모임. 파일 저장의 기본 단위 * TPI (Tracks Per Inch) : 1인치에 기록할 수 있는 트랙의 수, 디스크의 기록 밀도 [성능 관련 용어 정리] * 접근 시간 (Access Time, ★)  : 데이터를 기억장치에 기억시키거나 읽어 내는 명령을 한 후부터 실제로 행위를 할 때까지 소요되는 시간. (= Seek Time + Search Time +  Transmission Time) * 탐색 시간 (Seek Time) : 트랙을 찾는데 걸리는 시간 * 지연 시간 (Latency Time, Search Time) : 섹터를 찾는데 걸리는 시간 * 전송 시간 (Transmission Time) : 데이터를 전송하는데 걸리는 시간
하드 디스크 (Hard Disk)	개인용 컴퓨터에 많이 쓰인다. 충격에 약해 본채 내부에 고정시킨다 (이동성 ↓)
CD-ROM (Compack Disk Read Only Memory)	화상, 음성 정보 등 멀티미디어 데이터를 저장한다. (최대 약 650MB 저장 가능) - 제품을 만들 때 이미 내용을 기록한다. 즉, 읽기만 가능해서 ROM으로 불린다.
DVD (Digital Video/Versatile Disk)	화질, 음질이 뛰어난 멀티미디어 데이터를 저장한다. (최대 약 4.7 ~ 17GB 저장) - CD-ROM과 달리 양면을 모두 사용 가능하다.
[저장 용량 단위] bit -> Byte (8bit) -> KB (1024 Byte) -> MB (1024 KB) -> GB (1024 MB) -> TB (1024 GB)

 

■ 특수용도기억장치

종류	설명
캐시 메모리 (Cache Memory)	(★)  - CPU 속도와 메모리 속도 차이를 줄이기 위해 사용하는 고속 버퍼 메모리  - SRAM을 사용한다. - 적중률 (Hit Ratio)은 캐시 기억장치가 있는 컴퓨터의 성능을 나타내는 척도로 이용한다.
* 적중률 (Hit-Ratio) : 주기억 장치 참조 횟수에 대한 캐시 적중 비율 (ex) 전체 기억 장치 액세스 횟수 10, 원하는 데이터가 캐시에 있는 횟수 9인 경우 적중률은 90%이다. 요구되는 데이터와 명령어가 캐시 메모리에 있으면 CPU는 굳이 주기억장치까지 갈 필요가 없기 때문에 실행이 고속화된다.
가상 메모리 (Virtual Memory)	- 보조기억장치 일부를 마치 주기억 장치인 것처럼 이용하는 기억장치 - 주기억장치보다 큰 용량을 실행 시 사용한다. - 속도가 아니라 용량 떄문이다. - 보조기억장치에 직접 접근할 수 없는 CPU를 속이기 위해 매핑이 활용된다. * 매핑(Mapping) : 논리적 주소를 물리적 주소 혹은 또 다른 논리적 주소로 바꾸는 것.
연관 메모리 (Associative Memory)	주소를 참조하지 않고 저장된 내용의 일부를 이용하여 데이터를 읽어 오는 기억 장치
플래시 메모리 (Flash Memory)	- EEPROM의 일종 (비휘발성 메모리) - MP3, 디지털 카메라, 휴대폰, USB 등 널리 사용된다.