
디스크는 대용량 데이터를 영구적으로 저장하는 대표적인 저장 장치입니다. 이차 메모리라고도 합니다.
HDD는 여러 개의 자기 디스크 플래터로 구성되며, 각 플래터는 양면에 데이터를 저장할 수 있습니다. 플래터는 고속으로 회전하며, 데이터를 읽고 쓰기 위해 디스크 헤드(head)가 움직입니다.
1.
플래터(Platter)
- a.디스크의 원형 판으로, 자성 물질로 코팅돼 데이터를 저장
- b.플래터는 여러 개의 동심원 형태의 트랙(track)으로 나뉘며, 각각의 트랙은 다시 섹터(sector)로 나뉨
2.
트랙(Track)
- a.플래터의 표면에 데이터를 저장할 수 있는 동심원 형태의 경로
- b.각 트랙은 고유 번호를 가짐
3.
섹터(Sector)
- a.트랙을 다시 고정된 크기(일반적으로 512byte or 409byte)의 블록으로 나눈 것
- b.디스크에서 가장 작은 데이터 저장 단위
4.
실린더(Cylinder)
- a.여러 플래터에서 동일한 트랙 번호를 갖는 트랙의 집합
- b.실린더를 기준으로 데이터를 읽고 쓰면 디스크 헤드를 플래터 간에 이동할 필요가 없어 효율적임
5.
디스크 헤드(Head)
- a.데이터를 읽고 쓰는 장치로, 플래터의 표면 위에 위치
- b.플래터와 직접 접촉하지 않고, 미세한 간격을 두고 동작
- c.플래터의 양면에 각각 하나의 디스크 헤드가 배치
6.
암(Arm)
- a.디스크 헤드를 이동시키는 기계적 부품으로, 플래터의 회전 방향에 따라 트랙 위로 디스크 헤드를 이동시킴
7.
스핀들(Spindle)
- a.플래터를 고정하고 회전시키는 축
- b.디스크의 회전 속도는 일반적으로 분당 회전 수(RPM) 로 표시되며, 일반적으로 5400RPM, 7200RPM, 고성능 디스크는 10,000RPM 이상
운영 체제는 디스크의 물리적 구조를 기반으로 데이터를 저장하고 관리합니다. 디스크의 논리적 구조는 블록 단위로 데이터를 관리하며, 블록은 디스크의 섹터와 관계됩니다.
1.
블록(Block)
- a.운영 체제가 데이터를 관리하는 단위로, 일반적으로 하나의 블록은 여러 개의 섹터로 구성됨
- b.일반적인 블록 크기는 4KB 또는 8KB
2.
파일 시스템(File System)
- a.디스크 블록을 효율적으로 관리하고, 데이터를 저장하는 구조와 규칙을 정의
- b.대표적인 파일 시스템: FAT32, NTFS, ext4
3.
디스크 파티션(Partition)
- a.하나의 디스크를 여러 개의 논리적 영역으로 나누어 관리하는 방식
- b.각 파티션은 독립적인 파일 시스템을 가질 수 있음
4.
부트 블록(Boot Block)
- a.디스크의 첫 번째 블록으로, 운영 체제 부팅에 필요한 코드를 저장
5.
수퍼 블록(Super Block)
- a.파일 시스템의 메타데이터를 저장하는 블록
디스크에 데이터를 읽고 쓰기 위해서는 디스크 헤드를 적절한 위치로 이동시켜야 합니다. 디스크 접근 속도는 다음 세 가지 단계로 결정됩니다.
•
디스크 헤드가 원하는 트랙으로 이동하는 데 걸리는 시간
•
탐색 시간은 디스크 접근 속도에 가장 큰 영향을 줌
•
디스크가 회전하여 원하는 섹터가 디스크 헤드 아래로 올 때까지의 지연 시간
•
디스크의 회전 속도(RPM)에 따라 달라짐
•
평균 회전 지연 시간 = 한 바퀴 / 2
•
디스크에서 데이터를 실제로 전송하는 시간
•
섹터 크기와 디스크의 데이터 전송 속도에 따라 결정
디스크 스케줄링은 디스크 헤드의 이동을 최적화하여 디스크 접근 속도를 향상시키기 위한 기법입니다. 운영 체제는 디스크 요청을 효율적으로 처리하기 위해 다양한 스케줄링 알고리즘을 사용합니다.

•
요청이 들어온 순서대로 처리하는 방식
•
간단하지만, 디스크 헤드 이동 거리가 길어질 수 있음

•
디스크 헤드와 가장 가까운 요청을 먼저 처리하는 방식
•
평균 탐색 시간을 줄일 수 있지만, 특정 요청이 무한정 지연될 수 있음

•
디스크 헤드가 한 방향으로 이동하며 요청을 처리하고 끝에 도달하면 반대 방향으로 이동
•
디스크 헤드의 이동 거리를 최소화할 수 있음

•
SCAN과 유사하지만, 한 방향으로만 이동하며 끝에 도달하면 다시 시작점으로 .
•
일정한 응답 시간을 제공할 수 있음
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