1과목_컴퓨터 구조와 디지털 저장매체_03 _03 디지털 기기 및 저장 매체

3. 디지털 기기 및 저장 매체

1) 디지털 기기의 구성요소

 - 컴퓨터에서 주로 사용되는 저장 매체는 다양하게 존재한다.

 

2) 디지털 저장 매체의 종류 및 특성

 1. 반도체를 이용한 저장매체

  ROM(Read Only Memory)

   - 읽기만 가능한 기억장치로 전원 공금이 되지 않아도 내용은 사라지지 않는 비휘발성 메모리

   - 컴퓨터 시작 시 필요한 설정 및 프로그램을 저장하고 있는 ROM BIOS 형태로 가장 많이 사용되고 있음

Mask Rom	제조과정에서 미리 기억, 수정 불가
PROM (OTPROM)	사용자가 1번 PROM Write를 이용하여 내용 입력, 수정 불가
EPROM	필요할 때 기억된 내용을 지우고 다른 내용 기록 가능 (전기신호 이용)
EEPROM	필요할 때 기억된 내용을 지우고 다른 내용 기록 가능 (전기 신호 사용)
Flash Memory	EEPROM의 종류로 EEPROM과 달리 블록 단위로 재프로그래밍 가능 바이오스에 주로 사용하기 때문에 플래시 바이오스라고도 함 RAM과 ROM의 중간적 위치를 가짐 하드디스크 대용으로 사용되기도 함 데이터를 쓰는 시간이 상당히 오래 걸리기 때문에 RAM 대용으로 사용불가

  BIOS

   - 운영체제와 하드웨어 사이의 입출력을 담당하는 저수준의 소프트웨어와 드라이브로 구성된 펌웨어

   - 운영체제와 하드웨어 통신을 위한 중간 매개체로 사용

 

 UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

   - 통일 확장 펌웨어 인터페이스로 운영체제와 플랫폼 펌웨어 사이의 소프트웨어 인터페이스를 정의하는 규칙

   - 운영체제 로더가 UEFI를 자동 감지할 수 있어 이동식 장치에서 쉽게 부팅할 수 있다.

   - 운영체제가 설치되지 않은 경우 원격 진단 및 수리를 지원할 수 있다.

 

 RAM (Random Access Memory)

   - 자유롭게 읽고, 쓸 수 있는 빠른 저장 장치

   - 전원이 공금되지 않으면 기억하는 데이터가 사라지는 휘발성 메모리

 

 DRAM (Dynamic Random Access Memory)

   - SRAM에 비해 느리지만 가격이 저렴하여 일반 PC 메모리로 많이 활용

 

 SRAM (Static Random Access Memory)

   - DRAM보다 상대적으로 속도가 빠르지만 가격이 비싸 CPU 내부의 기억장치인 Cache나 Register에 사용

 

 플래시 메모리 (Flash Memory)

   - 전기적으로 데이터를 지우고 재기록이 가능한 비휘발성 기억장치

   - 충격에 강하고 저전력으로 동작이 가능하여 MP3, 모바일, USB 등 널리 사용

   - 한계 : 블록내 특정 단위로 읽고 쓰기가 가능하지만, 블록단위로 지워야함. 또한 블록을 지우기 전까지 해당 자료

             변경 불가능

NOR 플래시	속도 빠름 / 대용량 구성의 어려움
NAND 플래시	속도 느림 / 대용량 구성 용이

 USB(Universal Serial Bus) 메모리

   - 컴퓨터와 주변기기를 연결, 통신하기 위한 표준 인터페이스로 다양한 직렬/병렬 통신 대체를 위해 개발

   - 핫 플러그(핫 스왑) 기능을 제공

      ( 전원이 연결된 상태에서 장치 연결 및 해제 기능)

 

 SSD (Solid State Disk)

   - 플래시 메모리의 장점을 활용하여 하드디스크와 동일한 형태로 개발된 대용량 플래시 메모리.

   - 반도체를 이용하여 저장 (HDD는 자기장 이용)

   - HDD에 비해 외부 충격으로 데이터 손상 가능성 적고, NAND 플래시를 사용하기 때문에 읽기, 쓰기, 접근시간이

   매우 빠르고 소비전력, 소음, 발열 등이 낮아 최근 하드디스크를 대체하는 고속의 저장매체로 많이 사용됨   

   - SSD는 삭제된 데이터의 공간을 미리 비워두어 쓰기 속도 저하를 완화시켜주는 TRIM, CG 같은 기능이 사용되어

   기존 하드 디스크와 달리 비할당 영역의 데이터가 변형가능

   - SSD는 덮어쓰기가 불가능하여 데이터를 삭제 후 저장을 해서 사용하기 때문에 쓰기 속도 저하

 

 광자기 디스크(MO Disk : Magento Optical Disk)

   - 3.5인치 크기의 광자기 저장 매체로 레이저를 이용해 데이터를 쓰고, 지우기 때문에 자성에 의해 데이터가 지워질

   우려가 없어 보관성이 뛰어남

 

 하드 디스크 드라이브 (Hard Disk Drive)

   - 가장 널리 쓰이는 비휘발성 저장장치

   - ATA(IDE), SATA, SCSI와 같은 다양한 인터페이스 지원

 

2. 광학 저장 매체 (Otical Disk)

  CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory)

   - 기존의 음성정보 저장을 위해 개발된 CD의 발전된 형태로, 모든 디지털 정보를 기록 할 수 있음

  

  DVD (Digital Versarile Disc, Digital Wideo Disc)

   - CD-ROM과 같은 크기이지만 용량을 CD의 7배가 넘는다.

 

 3. 차세대 광학 저장매체

  - 기존 DVD를 대체하고, 고화질 비디오 및 대용량 데이터를 지원하기 위한 광학 저장매체

  

  블루레이 디스크(Blu-Ray Disc)

   - 디스크에 비해 훨씬 짧은 파장을 갖는 청색 레이저를 사욯함으로써 DVD와 같은 크기이지만 더 많은 데이터를

   담는 것이 가능

   - 싱글 레이어 블루레이 디스크 - 25GB / 듀얼 레이어 블루레이 디스크 - 50GB

 

 4. 저장매체 및 기기의 입출력

  ATA (Advanced Technology Attachment)

   - 하드디스크, CD-ROM등 저장 장치의 표준 인터페이스로 흔히 IDL(Intefrated Drive Electronics)라는 용어와

   혼재되어 사용

   - 기존 병렬 전송 방식을 사용하는 Parallel ATA(PATA)에서 직렬 전송 방식을 사용하는 Serial ATA(SATA)로 발전

 

  EIDE 인터페이스

   - 기존의 컨트롤러가 두 개의 장치만 연결할 수 있는 점을 보완한 것으로 하나의 IDE에서 Primary, Secondary라는

   개념을 통해 더 많은 장치들을 연결 할 수 있도록 설계

 

  SATA (Serial ATA)

   - 직렬 전송 방식으로 변환한 드라이브 표준 인터페이스

   - 컨트롤러에 따라 5~8개까지 연결 가능

   - 각 장치와 커넥터는 1:1 연결을 하므로 ATA와 같은 점퍼 설정 필요 없음

   - 최대 133MBps(MByte/sec)의 속도 ( 150 - 300 - 600 )

 

  mSATA

   - 더 작은 SSD를 요구하는 노트북 등의 장치에 사용

 

  eSATA (External SATA)

   - SATA를 외장형으로 만든 것

 

  SCSI ( Small Computer System Interface)

   - 주로 서버 시스템에 많이 사용되고 가장 큰 특징을 ATA에 비해 하나의 컨트롤러가 최대 16개의 장치 연결가능

   - 각 장치는 서로 독립적으로 연결 가능

   - IDE/ATA 보다 발전된 방식이지만 비싸서 일반 PC에서는 많은 사용X

 

  SAS(Serial Atached SCSI)

   - 직렬 SCSI 방식으로 데이터가 단일 통로로 전송되기 때문에 병렬 기술 방식인 SCSI를 개선하여 속도와 언정성을

   대폭 증가시켜 서버, 워크 스테이션 등 전문 용도로 사용

 

  HPA(Hosst Protected Area)

   - HPA는 HDD에 의해 미리 예약된 영역으로 BIOS를 통해 접근이 불가능하다.

   - OS에서는 보이지 않은 일반 사용자에 의해 수정되지 않는 HDD의 영역

   - 사용 용도 : 시스템 부팅이나 진단 유틸리티 저장 경우

                    CD, DVD와 같은 별도의 매체 없이 시스템 복구하는 경우

                    노트북 보안 유틸리티를 저장하는 경우

                    루트킥을 통한 악의적인 용도 및 데이터를 은닉하는 경우

 

  DCO (Device Configuretion Overlay)

   - BIOS를 통해 확인 불가

   - HDD 제조사에 따라 정의된 특별한 ATA 명령을 통해 접근 가능