대용량 저장장치 구조 개관

  • 현대 컴퓨터의 보조저장장치의 대부분은 자기 디스크가 차지한다.
  • 디스크는 탈착 가능하다.
  • 드라이브 I/O bus를 통해 시스템에 부착한다.

하드 디스크

  • 바깥에 있는 트렉일 수록 섹터의 면적이 크다
    • 바깥으로 갈수록 면적이 넓긴 하지만 동일한 데이터가 저장된다.
  • 원하는 데이터를 얻기 위해서는 몇 번 track 인지 알고 어디 sector 에 위치해 있는지 알고 해당 섹터가 read-writer head 에 위치해야 한다.
  • 저장 용량: 30GB ~ 3TB
  • 성능: 5ms ~ 14.56ms
    • 접근 지연시간
    • 평균 접근 시간
    • 평균 탐색 시간 + 평균 지연시간
  • 낮은 단위 비용

반도체 디스크

  • HDD 보다 신뢰성이 더 좋다
  • MB 당 비용이 더 비싸다
  • 더 짧은 생명 주기를 가진다
  • 용량이 작지만 속도가 훨씬 빠르다
  • 버스는 너무 느릴 수 있다.
  • 기계식 부품이 없기 때문에 탐색 시간 또는 회전 지연시간이 없다.

디스크 구조

  • 매우 큰 1 차원 배열 형식의 논리 블록과 물리 블록으로 구성
  • 논리 블록의 1 차원 배열은 디스크의 섹터로 순차적으로 매핑된다.
    • 디스크 컨트롤러는 운영체제로부터 받은 논리 블록 주소를 사용해 해당 블록이 위치한 물리적인 디스크의 트랙과 섹터를 찾아 매핑한다.
  • 등선속도가 아닌 각 속도를 유지하여 어떤 트랙의 어떤 섹터든지 비슷한 속도로 찾아 갈 수 있도록 한다.

디스크 스케줄링

  • SSD에는 해당되지 않음
  • 시작점: 53 예시(큐):  67, 65, 124, 14, 122, 37, 183, 98
  • 실린더의 범위는 0~199로 가
  1. FCFS (First-Come, First-Served): 이것은 가장 단순한 스케줄링 알고리즘이며, 첫 번째로 요청이 들어온 순서대로 처리합니다.
    1. 53->67->65->124->14->122->37->183->98 
  2. SSTF (Shortest Seek Time First): SSTF 알고리즘은 현재 디스크 헤드 위치에서 가장 가까운 요청을 먼저 처리합니다. 이 방법은 평균적으로 가장 짧은 시간 동안 요청을 처리하는데, 하지만 특정 요청이 계속 지연될 수 있는 '기아' 현상이 발생할 수 있습니다.
    1. 53->65->67->37->14->98->122->124->183
  3. SCAN (Elevator Algorithm): SCAN 알고리즘은 엘리베이터가 한 방향으로 이동하면서 각 층에서 승객을 태우는 방식과 유사합니다. 디스크 헤드는 한 방향으로 움직이면서 그 방향에 있는 모든 요청을 처리하고, 끝에 도달하면 반대 방향으로 움직이면서 또 다시 모든 요청을 처리합니다. 이 방법은 모든 요청이 공정하게 처리될 수 있도록 합니다.
    1. 53->37->14->0->65->67->98->122->124->183
  4. C-SCAN (Circular SCAN): SCAN 알고리즘의 변형으로, 디스크 헤드는 한 방향으로만 움직이면서 요청을 처리하고, 끝에 도달하면 바로 반대편으로 빠르게 돌아가서 다시 요청을 처리하는 방식입니다. 이 방법은 더 고른 응답 시간을 제공할 수 있습니다.
    1. 53->65->67->98->122->124->183->199->0->14->37
  5. LOOK and C-LOOK: 이들은 SCAN과 C-SCAN의 변형으로, LOOK은 요청이 더 이상 없는 곳까지가 아니라 마지막 요청까지만 이동하고 방향을 바꾸며, C-LOOK 역시 마찬가지로 요청이 있는 곳까지만 이동하고 반대 방향 끝으로 빠르게 돌아갑니다.
    1.  SCAN-LOOK: 53->37->14->65->67->98->122->124->183
    2. CSCAN-LOOK: 53->65->67->98->122->124->183->0->14->37

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