혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제 3주차

 

기본 미션

p185 3번
주로 캐시 메모리로 활용됩니다. (SRAM)
주로 주기억장치로 활용됩니다. (DRAM)
대용량화하기 유리합니다. (DRAM)
집적도가 상대적으로 낮습니다. (SRAM)

p205 1번
1 : 레지스터, 2 : 캐시 메모리, 3 : 메모리, 4 : 보조기억장치

 

 

선택 미션

RAID의 정의
RAID(Redundant Array of Independent Disks)
여러 개의 하드 디스크에 일부 중복된 데이터를 나눠서 저장하는 기술이다. 디스크 어레이(disk array)라고도 한다.
 
RAID의 종류
RAID 0 : 패리티(오류 검출 기능)가 없는 스트리핑된 세트 (적어도 2 개의 디스크). 
RAID 1 : 패리티(오류 검출 기능)가 없는 미러링된 세트 (적어도 2 개의 디스크). 
RAID 3, 4 : 패리티가 단순 제공되는(dedicated) 스트리핑된 세트 (적어도 3 개의 디스크). (RAID 4는 2개의 디스크)
RAID 5 : 패리티가 배분되는(distributed) 스트리핑된 세트 (적어도 3 개의 디스크).
RAID 6 : 패리티가 배분되는(distributed) 스트리핑된 세트 (적어도 4 개의 디스크).디스크가 6개일경우는 3개씩 스트리핑하고 미러링을 그다음에 수행한다.
RAID 0+1 : 레이드 0+1은 먼저 디스크를 스트리핑(RAID 0)하고, 디스크를 미러링(RAID 1) 한다. (적어도 4개의 디스크)
디스크가 6개일경우는 3개씩 스트리핑하고 미러링을 그다음에 수행한다.
RAID 10(RAID 1 + 0) : 레이드 10은 먼저 디스크를 미러링(RAID 1)하고, 그 이후 스트리핑 한다. (적어도 4개의 디스크)디스크가 6개일 경우는 2개씩 미러링을 하고, 미러링된 3개를 스트리핑 한다.
RAID 50(RAID 5 + 0) : 패리티가 배분되는(distributed) 스트리핑된 세트를 다시 스트리핑(RAID 0) 한다. (적어도 6개의 디스크)
RAID 1E : 미러링과 데이터 스트라이핑의 결합이다.(적어도 3 개의 디스크)

 

메모리와 캐시메모리

RAM의 특징과 종류
RAM : 휘발성, 실행 대상
보조기억장치 : 비휘발성, 보관 대상

DRAM : 충전식, 속도 느림, 저렴함, 소비전력 적음, 주기억장치 용도
SRAM : 비충전식, 속도 빠름, 비쌈, 소비전력 높음, 캐시메모리 용도

 

메모리의 주소 공간

물리 주소 : 하드웨어상의 주소
논리 주소 : 프로그램 입장에서의 주소. 0번지 부터 시작한다.

상호간 변환은 CPU와 주소 버스 사이의 메모리 관리 장치(MMU)에 의해서 수행된다.

 

캐시 메모리

저장 장치는 속도가 빠를수록 비싸고, 용량이 적으며 속도가 느릴수록 저렴하고 용량이 크다.
CPU와 얼마나 가깝게 일을 하는지는 저장 장치 계층 구조를 통해 알 수 있다.

캐시 메모리는 CPU와 메모리 사이에 위치하여 CPU의 연산 속도와 메모리 접근 속도의 차이를 줄인다.
컴퓨터 내부에는 여러 개의 캐시 메모리가 있다. 코어와 가장 가까운 캐시 메모리를 L1 캐시, 그 다음은 L2 캐시, 그 다음은 L3 캐시라고 부른다. 캐시 메모리의 용량은 L1, L2, L3 순으로 커지고, 속도는 L3, L2, L1 순으로 빨라진다. 

저장장치 계층 구조

 

보조기억장치

하드디스크 : 플래터로 불리는 자기 디스크로 구성되어있는 전통적인 유형의 저장 장
플래시 메모리 : 반도체 기반의 저장 장치. USB 메모리, SD 카드, SSD 등

 

RAID의 정의와 종류

정의 : RAID(Redundant Array of Independent Disks)
주로 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술로, 데이터의 안전성 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조장치처럼 사용하는 기술을 의미한다.

종류
 RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID5, RAID6이 있고, 그로 부터 파생된 RAID 10, RAID 50 등이 있다.

RAID 0 : 패리티(오류 검출 기능)가 없는 스트리핑된 세트 (적어도 2 개의 디스크). 
RAID 1 : 패리티(오류 검출 기능)가 없는 미러링된 세트 (적어도 2 개의 디스크). 
RAID 3, 4 : 패리티가 단순 제공되는(dedicated) 스트리핑된 세트 (적어도 3 개의 디스크). (RAID 4는 2개의 디스크)
RAID 5 : 패리티가 배분되는(distributed) 스트리핑된 세트 (적어도 3 개의 디스크).
RAID 6 : 패리티가 배분되는(distributed) 스트리핑된 세트 (적어도 4 개의 디스크).디스크가 6개일경우는 3개씩 스트리핑하고 미러링을 그다음에 수행한다.
RAID 0+1 : 레이드 0+1은 먼저 디스크를 스트리핑(RAID 0)하고, 디스크를 미러링(RAID 1) 한다. (적어도 4개의 디스크)
디스크가 6개일경우는 3개씩 스트리핑하고 미러링을 그다음에 수행한다.
RAID 10(RAID 1 + 0) : 레이드 10은 먼저 디스크를 미러링(RAID 1)하고, 그 이후 스트리핑 한다. (적어도 4개의 디스크)디스크가 6개일 경우는 2개씩 미러링을 하고, 미러링된 3개를 스트리핑 한다.
RAID 50(RAID 5 + 0) : 패리티가 배분되는(distributed) 스트리핑된 세트를 다시 스트리핑(RAID 0) 한다. (적어도 6개의 디스크)
RAID 1E : 미러링과 데이터 스트라이핑의 결합이다.(적어도 3 개의 디스크)

 

입출력 장치

장치 컨트롤러 : 입출력 장치가 다양하기 때문에 CPU와 장치간의 중개를 위해 정보의 전송을 담당하는 하드웨어
장치 드라이버 : 장치 컨트롤러의 동작을 감지하고 제어

 

다양한 입출력 방법 

프로그램 입출력 : 프로그램 명령어로 장치를 제어하는 방법
인터럽트 기반 입출력 : 장치 컨트롤러에 의한 제어방
DMA 입출력 : 시스템 버스에 연결된 DMA 컨트롤러를 이용한 방법