[전자계산기] 기억 장치

한국어

<h2 id="기억-장치-분류">기억 장치 분류</h2> <h3 id="사용-용도에-빠른-분류">사용 용도에 빠른 분류</h3> <ul> <li>주기억 장치 <ul> <li>반도체 <ul> <li><strong>RAM</strong> <ul> <li>SRAM</li> <li>DRAM</li> </ul> </li> <li><strong>ROM</strong> <ul> <li>MaskROM</li> <li>PROM</li> <li>EPROM</li> <li>EEPROM</li> </ul> </li> </ul> </li> <li>자기코어</li> </ul> </li> <li>보조 기억 장치 <ul> <li><strong>DASD</strong> <ul> <li>자기 디스크</li> <li>자기 드럼</li> <li>하드 디스크</li> <li>플로피 디스크</li> </ul> </li> <li><strong>SASD</strong> <ul> <li>자기 테이프</li> </ul> </li> </ul> </li> <li>특수 기억 장치 <ul> <li>복수 모듈 기억 장치(<strong>인터리빙</strong>)</li> <li>연관 기억 장치</li> <li>캐시 기억 장치</li> <li>가상 기억 장치</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="특성에-따른-분류">특성에 따른 분류</h3> <p><strong>전원 공급</strong> 유무에 따른 내용 <strong>보존</strong> 여부</p> <ul> <li>휘발성 메모리 <ul> <li>RAM 메모리(DRAM, SRAM)</li> </ul> </li> <li>비휘발성 메모리 <ul> <li>ROM, 코어 메모리, 보조 기억 장치</li> </ul> </li> </ul> <p><strong>읽기 동작 수행 후</strong>의 자료 <strong>보존</strong> 여부</p> <ul> <li>파괴 메모리 <ul> <li>코어 메모리</li> </ul> </li> <li>비파괴 메모리 <ul> <li>반도체 메모리</li> </ul> </li> </ul> <p><strong>접근 방식</strong></p> <ul> <li>직접 접근 <ul> <li>자기 디스크, 자기 드럼</li> </ul> </li> <li>순차 접근 <ul> <li>자기 테이프</li> </ul> </li> </ul> <h2 id="기억-장치의-기본">기억 장치의 기본</h2> <h3 id="기억-장치의-용량">기억 장치의 용량</h3> <table> <thead> <tr> <th>단위</th> <th>용량</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>K(Kilo)</td> <td>1Kbyte = 2^{<strong>10</strong>}byte = 1024byte</td> </tr> <tr> <td>M(Mega)</td> <td>1Mbyte = 2¹⁰Kbyte = 2^{<strong>20</strong>}byte</td> </tr> <tr> <td>G(Giga)</td> <td>1Gbyte = 2¹⁰Mbyte = 2^{<strong>30</strong>}byte</td> </tr> <tr> <td>T(Tera)</td> <td>1Tbyte = 2¹⁰Gbyte = 2^{<strong>40</strong>}byte</td> </tr> <tr> <td>P(Peta)</td> <td>1Pbyte = 2¹⁰Tbyte = 2^{<strong>50</strong>}byte</td> </tr> <tr> <td>E(Exa)</td> <td>1Ebyte = 2¹⁰Pbyte = 2^{<strong>60</strong>}byte</td> </tr> <tr> <td>Z(Zeta)</td> <td>1Zbyte = 2¹⁰Ebyte = 2^{<strong>70</strong>}byte</td> </tr> <tr> <td>Y(Yotta)</td> <td>1Ybyte = 2¹⁰Zbyte = 2^{<strong>80</strong>}byte</td> </tr> </tbody> </table> <p><br /></p> <blockquote> <p>주소선이 N개 일 때, 기억 장소의 개수는 2^N개<br /> 입출력 데이터 선의 개수가 <strong>N</strong>개 일 때, 기억 장소의 크기는 <strong>N</strong>Bit<br /> <br /> 총 용량 = 기억 장소의 개수 × 기억 장소의 크기</p> </blockquote> <h3 id="시간-관련">시간 관련</h3> <ul> <li> <p><strong>접근 시간(Access Time)</strong><br /> 정보를 기억장치에 기억시키거나 읽어내는 명령이 있고 난 후부터 실제로 기억 또는 읽기가 시작하는데 소요되는 시간을 의미</p> <ul> <li> <p><strong>ROM</strong>의 접근 시간 : 정보를 기억 장치에 기억시키거나 읽어내는 명령이 있고 난 후부터 실제로 기억 또는 읽기가 완료되는데 쇼요되는 시간</p> </li> <li> <p><strong>Disk</strong>의 접근 시간 : 읽기 신호나 쓰기 신호를 접하고 나서 실제 데이터가 읽혀서 나오거나 저장되는데 걸리는 시간을 의미</p> <blockquote> <p>탐색 시간(Seek Time) +<br /> 대기 시간(Rotational Delay Time) +<br /> 전송 시간(Transfer Time)</p> </blockquote> </li> </ul> </li> <li> <p><strong>반환 시간(Turnaround Time)</strong><br /> 임의의 시스템에 사용자가 수집한 자료를 입력해서 그것이 처리되어 사용자에게 <strong>그 결과가 출력될 때까지</strong>의 시간을 의미</p> </li> <li> <p><strong>사이클 시간(Cycle Time)</strong><br /> 읽기/쓰기 신호를 보내고 나서 <strong>다음 읽기/쓰기 신호를 보낼 때까지</strong>의 시간을 의미</p> <p><code class="language-plaintext highlighter-rouge">DRAM</code> 메모리는 <strong>재충전</strong> 시간이 필요하므로 <strong>사이클 시간이 접근 시간보다 크다</strong></p> <p><strong>파괴성 판독</strong>(<code class="language-plaintext highlighter-rouge">DRO</code>, Destructive Read Out) 메모리는 데이터를 읽어내면서 <strong>원래의 데이터를 소거하는 판독 방법</strong>으로 정보를 보존하려면 <strong>읽어낸 뒤 즉시 재기입</strong>하여야 하는 메모리를 의미하는 것으로 <strong>사이클 시간이 접근 시간에 비해 크다</strong></p> </li> </ul> <h3 id="밴드-폭bandwidth">밴드 폭(Bandwidth)</h3> <p>기억 장치에서 자료를 읽거나 기억시킬 때 기억 장치가 <strong>1초 동안에 전달하거나 받아들일 수 있는 비트</strong> 수</p> <p><strong>주기억 장치 밴드 폭</strong>은 <strong>주기억 장치</strong>와 <strong>중앙 처리 장치</strong> 사이의 <strong>정보 전달 능력의 한계</strong>를 의미하는 개념</p> <h2 id="계층-메모리">계층 메모리</h2> <p><a href="https://many258.github.io/study/os-memory/#%EA%B8%B0%EC%96%B5-%EC%9E%A5%EC%B9%98-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EA%B5%AC%EC%A1%B0" class="btn btn--info">포스트 이동하기</a></p> <h3 id="목적">목적</h3> <p>계층 메모리를 구성하는 목적은 적<strong>은 비용으로, 큰 메모리를 빠른 접근 시간을 가지고 사용</strong>하는데 있다.</p> <p>즉, 보조 기억 장치의 가격으로 보조 기억 장치만큼의 큰 기억 공간을 캐시 정도의 접근 시간을 가지고 사용하고자 하는데 목적이 있다</p> <ul> <li> <p><strong>레지스터</strong><br /> CPU에 있는 플립플롭으로 구성된 기억 장치로 연산을 위한 데이터나 연산 결과 또는 제어 데이터를 <strong>임시적으로 기억</strong>시키는데 사용</p> </li> <li> <p><strong>캐시</strong><br /> CPU와 주기억 장치의 <strong>속도 차이를 극복</strong>하기 위해 CPU의 속도와 비슷한 액세스 속도를 가지고 있는 캐시 기억 장치를 CPU와 주기억 장치 사이에 <strong>버퍼 개념</strong>으로 설치한 것</p> </li> <li> <p><strong>주기억 장치</strong><br /> CPU가 직접 사용할 수 있는 기억 장소로 수행 중인 프로그램 및 프로그램이 사용할 데이터를 저장하는데 사용</p> </li> <li> <p><strong>보조 기억 장치</strong><br /> 나중에 사용할 데이터나 파일을 보관하는 비휘발성 메모리로 용량이 크고 액세스 속도가 느린 기억 장소</p> </li> </ul>

기억 장치 분류

사용 용도에 빠른 분류

• 주기억 장치
  • 반도체
    • RAM
      • SRAM
      • DRAM
    • ROM
      • MaskROM
      • PROM
      • EPROM
      • EEPROM
  • 자기코어
• 보조 기억 장치
  • DASD
    • 자기 디스크
    • 자기 드럼
    • 하드 디스크
    • 플로피 디스크
  • SASD
    • 자기 테이프
• 특수 기억 장치
  • 복수 모듈 기억 장치(인터리빙)
  • 연관 기억 장치
  • 캐시 기억 장치
  • 가상 기억 장치

특성에 따른 분류

전원 공급 유무에 따른 내용 보존 여부

• 휘발성 메모리
  • RAM 메모리(DRAM, SRAM)
• 비휘발성 메모리
  • ROM, 코어 메모리, 보조 기억 장치

읽기 동작 수행 후의 자료 보존 여부

• 파괴 메모리
  • 코어 메모리
• 비파괴 메모리
  • 반도체 메모리

접근 방식

• 직접 접근
  • 자기 디스크, 자기 드럼
• 순차 접근
  • 자기 테이프

기억 장치의 기본

기억 장치의 용량

단위	용량
K(Kilo)	1Kbyte = 210byte = 1024byte
M(Mega)	1Mbyte = 210Kbyte = 220byte
G(Giga)	1Gbyte = 210Mbyte = 230byte
T(Tera)	1Tbyte = 210Gbyte = 240byte
P(Peta)	1Pbyte = 210Tbyte = 250byte
E(Exa)	1Ebyte = 210Pbyte = 260byte
Z(Zeta)	1Zbyte = 210Ebyte = 270byte
Y(Yotta)	1Ybyte = 210Zbyte = 280byte

주소선이 N개 일 때, 기억 장소의 개수는 2^N개
입출력 데이터 선의 개수가 N개 일 때, 기억 장소의 크기는 NBit

총 용량 = 기억 장소의 개수 × 기억 장소의 크기

시간 관련

• 접근 시간(Access Time)
  정보를 기억장치에 기억시키거나 읽어내는 명령이 있고 난 후부터 실제로 기억 또는 읽기가 시작하는데 소요되는 시간을 의미

  • ROM의 접근 시간 : 정보를 기억 장치에 기억시키거나 읽어내는 명령이 있고 난 후부터 실제로 기억 또는 읽기가 완료되는데 쇼요되는 시간

  • Disk의 접근 시간 : 읽기 신호나 쓰기 신호를 접하고 나서 실제 데이터가 읽혀서 나오거나 저장되는데 걸리는 시간을 의미

    탐색 시간(Seek Time) +
    대기 시간(Rotational Delay Time) +
    전송 시간(Transfer Time)

• 반환 시간(Turnaround Time)
  임의의 시스템에 사용자가 수집한 자료를 입력해서 그것이 처리되어 사용자에게 그 결과가 출력될 때까지의 시간을 의미

• 사이클 시간(Cycle Time)
  읽기/쓰기 신호를 보내고 나서 다음 읽기/쓰기 신호를 보낼 때까지의 시간을 의미

  DRAM 메모리는 재충전 시간이 필요하므로 사이클 시간이 접근 시간보다 크다

  파괴성 판독(DRO, Destructive Read Out) 메모리는 데이터를 읽어내면서 원래의 데이터를 소거하는 판독 방법으로 정보를 보존하려면 읽어낸 뒤 즉시 재기입하여야 하는 메모리를 의미하는 것으로 사이클 시간이 접근 시간에 비해 크다

밴드 폭(Bandwidth)

기억 장치에서 자료를 읽거나 기억시킬 때 기억 장치가 1초 동안에 전달하거나 받아들일 수 있는 비트 수

주기억 장치 밴드 폭은 주기억 장치와 중앙 처리 장치 사이의 정보 전달 능력의 한계를 의미하는 개념

계층 메모리

포스트 이동하기

목적

계층 메모리를 구성하는 목적은 적은 비용으로, 큰 메모리를 빠른 접근 시간을 가지고 사용하는데 있다.

즉, 보조 기억 장치의 가격으로 보조 기억 장치만큼의 큰 기억 공간을 캐시 정도의 접근 시간을 가지고 사용하고자 하는데 목적이 있다

• 레지스터
  CPU에 있는 플립플롭으로 구성된 기억 장치로 연산을 위한 데이터나 연산 결과 또는 제어 데이터를 임시적으로 기억시키는데 사용

• 캐시
  CPU와 주기억 장치의 속도 차이를 극복하기 위해 CPU의 속도와 비슷한 액세스 속도를 가지고 있는 캐시 기억 장치를 CPU와 주기억 장치 사이에 버퍼 개념으로 설치한 것

• 주기억 장치
  CPU가 직접 사용할 수 있는 기억 장소로 수행 중인 프로그램 및 프로그램이 사용할 데이터를 저장하는데 사용

• 보조 기억 장치
  나중에 사용할 데이터나 파일을 보관하는 비휘발성 메모리로 용량이 크고 액세스 속도가 느린 기억 장소