[혼공컴운] Week3. 메모리와 보조기억장치

혼공학습단 13기 "혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제"

 

✳︎  메모리와 캐시 메모리

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✦   RAM의 특징과 종류

    -   RAM은 휘발성 저장 장치이고, 보조기억장치는 비휘발성 저장 장치입니다.

    -   DRAM은 시간이 지나면 저장된 데이터가 점차 사라지는 RAM 입니다.

    -   SRAM은 시간이 지나도 저장된 데이터가 사라지지 않는 RAM 입니다.

    -   SDRAM은 클럭과 동기화된 DRAM 입니다.

    -   DDR SDRAM은 SDR SDRAM에 비해 대역폭이 두 배 넓습니다.

 

✦   메모리의 주소 공간

    -   물리 주소는 메모리 하드웨어상의 주소이고, 논리 주소는 CPU와 실행 중인 프로그램이 사용하는 주소입니다.

    -   MMU는 논리 주소를 물리 주소로 변환합니다.

    -   베이스 레지스터는 프로그램의 첫 물리 주소를 저장합니다.

    -   한계 레지스터는 실행 중인 프로그램의 논리 주소의 최대 크기를 저장합니다.

 

✦   캐시 메모리

    -   저장 장치 계층 구조는 각기 다른 용량과 성능의 저장 장치들을 계층화하여 표현한 구조입니다.

    -   캐시 메모리는 CPU의 연산 속도와 메모리 접근 속도의 차이를 줄이기 위한 저장 장치입니다.

    -   캐시 적중률이 높으면 CPU의 메모리 접근 횟수를 줄일 수 있습니다.

    -   캐시 메모리는 참조 지역성의 원리에 따라 데이터를 예측하여 캐시 적중률을 높입니다.

 

 

✳︎  보조기억장치

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✦   다양한 보조기억장치

    -   하드 디스트의 구성 요소에는 플래터, 스핀들, 헤드, 디스크 암이 있습니다.

    -   플래터는 트랙과 섹터로 나뉘고, 여러 플래터의 동일한 트랙이 모여 실린더를 이룹니다.

    -   하드 디스크의 데이터 접근 시간은 크게 탐색 시간, 회전 지연, 전송 시간으로 나뉩니다.

    -   플래시 메모리는 한 셀에 몇 비트를 저장할 수 있느냐에 따라 SLC, MLC, TLC로 나뉩니다.

    -   플래시 메모리의 읽기와 쓰기는 페이지 단위로, 삭제는 블록 단위로 이루어집니다.

 

✦   RAID의 정의와 종류

    -   RAID란 데이터 안정성등을 위해 여러 하드디스크나 SSD를 마치 하나의 장치처럼 사용하는 기술입니다.

    -   RAID 0는 데이터를 단순히 병렬로 분산하여 저장하고, RAID 1은 완전한 복사본을 만듭니다.

    -   RAID 4는 패리티를 저장한 장치를 따로 두는 방식이고, RAID 5는 패리티를 분산해 저장하는 방식입니다.

    -   RAID 6는 서로 다른 두 개의 패리티를 두는 방식입니다.

 

 

✳︎  입출력장치

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✦   장치 컨트롤러와 장치 드라이버

    -   입출력장치는 장치 컨트롤러를 통해 컴퓨터 내부와 정보를 주고받습니다.

    -   장치 드라이버는 장치 컨트롤러가 컴퓨터 내부와 정보를 주고받을 수 있게 하는 프로그램입니다.

 

✦   다양한 입출력 방법

    -   프로그램 입출력은 프로그램 속 명령어로 입출력 작업을 하는 방식입니다.

    -   메모리 맵 입출력은 메모리 접근과 입출력장치 접근을 위한 각 주소 공간을 하나로 간주하는 방식입니다.

    -   고립형 입출력은 메모리 접근과 입출력장치 접근을 위한 각 주소 공간을 별도로 분리하는 방식입니다.

    -   인터럽트 기반 입출력은 인터럽트로써 입출력을 수행하는 방식입니다.

    -   DMA 입출력은 CPU를 거치지 않고 메모리와 입출력장치 간의 데이터를 주고받는 방식입니다.

    -   입출력 버스는 입출력장치와 컴퓨터 내부를 연결짓는 통로입니다.

 

 

✱  미션 

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✦   185p. 3번

    -   주로 캐시 메모리로 활용됩니다.  →  (   SRAM   )

    -   주로 주기억장치로 활용됩니다.  →  (   DRAM   )

    -   대용량화하기 유리합니다.  →  (   DRAM   )

    -   집적도가 상대적으로 낮습니다.  →  (   SRAM  )

 

✦   205p. 1번

    -   레지스터 → 캐시 메모리 → 메모리 → 보조기억장치