컴퓨터 시스템 구조[3] - 저장 장치 구조 (Storage Structure)

저장 장치 구조 (Storage Structure)

 1. 저장 장치구조

  - 컴퓨터가 프로그램을 수행하려면 프로그램이 주 메모리(RAM)에 있어야 한다.

    ■ 적재(load) : 주 메모리로부터 CPU 내부의 레지스터로 한 Word를 옮기는 것

    ■ 저장(store) : 레지스터의 내용을 주 메모리로 옮기는 것

    ■ 명시적인 적재, 저장 명령 외에, CPU는 실행을 위해 자동적으로 주 메모리로부터 명령을 적재한다

2. 주 메모리(Main Memory)

 - 처리기 자체에 내장되어 있는 레지스터는 CPU가 직접 접근할 수 있는 유일한 저장장치

 - 실행중인 모든 명령과, 명령에 의해 사용되는 모든 데이터는 반드시 이들 직접 접근 저장장치 중 하나에 있어야 한다.

 - 만약 데이터가 메모리에 없다면, CPU가 연산을 하기 전에 메모리로 옮겨져야 한다.

 - Memory-mapped I/O : 메모리 주소의 일정 범위를 지정하여 장치 레지스터로 Map 한다. 이 주소에 대한 읽기와 쓰기는 장치 레지스터로 데이터를 전송하도록 유발

2. 자기디스크

 - 디스크 속도 고려사항

  ■ 전송률(transfer rate) : 드라이버와 컴퓨터 간의 데이터 흐름 비율

  ■ 임의 접근 시간(random access time) : 위치시간(positioning time) 은 원하는 실린더로 디스크 암이 움직이는 탐색 시간(seek time)과 원하는 섹터가 디스크 헤드로 회전하는 시간인 회전 지연(rotational latency)으로 구성

 ■ 헤드 크래시(crash) : 디스크 표면에 헤드가 접촉하여 디스크 표면을 손상시키는 현상. 수리 불가능, 반드시 교체해야함

 ■ 하나의 디스크는 이동 가능(removable)할 수 있으며, 필요에 따라 다른 디스크를 탑재하는 것을 허용함

 ■ 동작방식

  * 입/출력 버스(I/O bus)라고 하는 회선들의 집합에 의해 컴퓨터에 부착 되어 있다. 

  * EIDE와 SCSI 버스를 포함해 여러 종류의 버스가 이용 가능하다.

  * 데이터 전송은 제어기(controller)라고 하는 특별한 전자 처리기에 의해 수행

  * 호스트 제어기 : 버스의 컴퓨터쪽 끝에 존재

  * 디스크 제어기 : 각각의 디스크 드라이브에 내장

 ■ 연산과정

  * 메모리 맵 입/출력 포트를 사용하여 호스트 제어기에 명령을 넣음 → 메시지를 통해 명령을 디스크 제어기로 보냄

    → 디스크 드라이브 하드웨어 작동 → 디스크 드라이브에서 데이터 전송은 캐시와 디스크 표면 사이에서 발생하며, 호스트로의 데이터 전송은 캐시와 주 제어기 사이에 빠른 전자적 속도로 발생