컴퓨터시스템구조론 | CHAPTER 6 복습문제 | 외부기억장치의 성능과 용량을 높이는 기술

 

✅ CHAPTER 6 외부기억장치

💡 1. 자기 디스크에서 유리 서브스트레이트(glass substrate)를 사용하는 이점은 무엇인가?

• 높은 광학적 투명성을 가지고 있기 때문에 빛이 잘 통과하며, 레이저 광선의 적용에 적합하다.
• 열팽창 계수는 작기 때문에 디스크가 냉각되는 과정에서 불균일한 팽창으로 인한 불안정성을 방지할 수 있다.
• 화학적으로 안정성이 높고, 물리적 충격에 대한 내구성도 뛰어나기 때문에 디스크의 안정성을 높일 수 있다.
• 특수한 화학 처리 과정을 거쳐 평탄하고 균일한 표면을 갖추어, 미세한 자기 필름과 보호 필름의 결함을 방지할 수 있다.

 

💡 2. 자기 디스크에서는 데이터가 어떻게 쓰이는가?

• 회전하는 디스크 플래터의 표면에 자기 필름을 만든다.
• 읽기/쓰기 헤드가 디스크 플래터의 표면을 통해 자기 필름 위에 자기장을 생성한다.
• 자기장을 생성하면서 디스크 플래터에 데이터를 쓰기(write)를 진행한다.

 

💡 3. 자기 디스크에서는 데이터가 어떻게 읽히는가?

• 데이터가 기록된 자기 필름 위를 읽기/쓰기 헤드가 지나가면서 데이터 읽기(read)를 진행한다

 

💡 5. 트랙, 실린더, 그리고 섹터를 정의하라

• 트랙(Track): 디스크 표면 상에서 원형으로 구성된 경로를 의미한다. 
• 실린더(Cylinder):  디스크 표면에서 같은 실린더 번호를 갖는 트랙들의 집합을 의미한다. 
• 섹터(Sector): 디스크 표면 상에서 원형으로 구성된 트랙을 일정한 크기로 나눈 단위를 의미한다. 

 

💡 7. 탐색 시간, 회전 지연, 액세스 시간 및 전송 시간을 정의하라

• 탐색 시간(Seek time): 읽기/쓰기 헤드를 특정 트랙으로 이동시키는 데에 걸리는 시간이다. 
• 회전 지연(Latency time): 디스크 플래터가 헤드의 위치로 회전하면서 읽기/쓰기 헤드가 데이터를 읽거나 쓸 수 있도록 하는 시간이다. 
• 액세스 시간(Access time): 탐색 시간과 회전 지연 시간을 합친 것으로, 데이터를 찾아 읽거나 쓰는 데에 필요한 전체 시간이다. 
• 전송 시간(Transfer time): 데이터가 디스크에서 읽히거나 디스크로 쓰이는 데에 걸리는 시간이다. 

 

💡 8. 모든 RAID 레벨들에 의해 공유되는 공통적 특징은 무엇인가?

• 여러 개의 디스크를 사용하여 데이터를 저장하고 보호하는 기술이다.
• 여러 개의 디스크를 병렬적으로 사용하여 읽기 및 쓰기 속도를 향상한다.
• 하나 이상의 디스크가 고장 나도 데이터의 손실 없이 복구할 수 있는 방법을 제공한다.
• 각 레벨은 다양한 보호 및 성능 요구에 대응할 수 있도록 설계되어 있다.

 

💡 9. 7가지 RAID 레벨을 간략히 정의하라

• RAID 0: 데이터를 여러 개의 디스크에 나누어 저장하고, 병렬로 읽기/쓰기 하여 성능을 향상하지만, 데이터 보호 기능은 없다.
• RAID 1: 데이터를 두 개의 디스크에 복사하여 저장하여 하나의 디스크가 고장 나도 데이터를 보호할 수 있다.
• RAID 2: 오류 정정 코드(Error Correction Code)를 사용하여 데이터를 저장하지만, 비용이 높다.
• RAID 3: 여러 개의 디스크에서 데이터를 분산하여 저장하고, 패리티 정보를 추가하여 데이터 손실을 예방한다.
• RAID 4: RAID 3과 유사하지만, 블록 단위로 데이터를 처리합니다.
• RAID 5: 여러 개의 디스크에서 데이터를 분산하여 저장하고, 패리티 정보를 추가하여 데이터 손실을 예방할 수 있으며, 하나의 디스크가 고장 나도 데이터를 보호할 수 있다.
• RAID 6: RAID 5와 유사하지만, 패리티 정보를 두 개의 디스크에 중복하여 저장하여 더욱 안전한 데이터 보호를 제공한다.

 

💡 10. 스트립 된 데이터(striped data)라는 용어를 설명하라

• RAID 레벨 중 하나인 RAID 0에서 사용되는 용어이다.
• 데이터를 여러 개의 디스크에 분산하여 저장한다.
• 데이터를 블록 단위로 분할하고 각 디스크에 순차적으로 저장하여, 병렬로 읽기/쓰기 하여 빠른 성능을 제공한다.
• 디스크 중 하나가 고장 나면 해당 디스크에 저장된 데이터 전체가 손실될 수 있습니다.

 

💡 11. RAID 시스템에서 여분(redundancy)은 어느 정도 실현되었는가?

• 여분(redundancy)은 여러 가지 레벨에서 구현되었다.
• RAID 1, RAID 5, RAID 6 레벨이 여분의 디스크를 사용하여 데이터의 백업을 수행하고, 고장 난 디스크를 대체하여 데이터 손실을 예방한다.

 

💡 12. CAV와 CLV의 차이점은 무엇인가?

• CAV(Constant Angular Velocity): 디스크의 회전 속도가 일정하며, 외부 지름 쪽으로 갈수록 데이터 전송 속도가 증가한다.
• CLV(Constant Linear Velocity): 디스크의 회전 속도가 일정하지 않고, 외부 지름 쪽으로 갈수록 데이터 전송 속도가 감소한다.

 

💡 14. CD와 DVD의 어떤 차이점 때문에 후자의 용량이 더 커질 수 있었는가?

• DVD의 트랙 간격이 CD보다 더 작아서 더 많은 수의 트랙을 디스크에 담는다.
• DVD는 더 작은 피트 크기를 가지므로 더 많은 수의 데이터를 저장한다.
• DVD는 더 높은 회전 속도로 디스크를 읽기 때문에 더 많은 데이터를 읽는다.
• DVD는 더 높은 밀도의 데이터 레이어를 사용하여 더 많은 데이터를 저장한다.