자기 디스크

자기 디스크의 물리적 구조
원판 모양, 표면에 자기 물질이 입혀져 있으며 이곳에 정보를 기록하여 저장.
디스크가 사용 중일 때 구동 모터는 빠른 속도로 디스크를 회전시키고 디스크 표면 바로 위에 입출력 헤드가 위치함.
- 논리적으로 디스크 표면은 트랙으로 나뉘어 짐.
- 입출력 헤드 아래의 트랙에 정보가 자기적으로 기록되며, 디스크의 한 표면은 수백 개의 트랙으로 구성됨.
[그림 9-12] 고정 헤드와 자기 디스크 장치.
- (a) 고정 헤드 디스크 : 트랙마다 각각의 헤드가 있음.
- (b) 자기 디스크(이동 헤드 디스크 방식) : 한 개의 헤드와 헤드를 이동시키는 하드웨어로 구성.

높은 성능 요구 시 고속 디스크 또는 램 디스크(Random Access Memory Disk)를 사용하여 종래의 이동 헤드 디스크보다 빠른 액세스와 데이터 전송 가능.
디스크 표면에 저장 밀도를 높이거나 트랙 수 증가 가능.
- 디스크의 저장 능력 향상.
원판 양면에 각각의 디스크 헤드를 설치하여 저장 능력의 향상 가능.
자기 디스크 장치.
- 한 개의 회전축에 여러 개의 디스크를 쌓고(Disk Pack) 한 개의 구동 모터로 회전, 디스크마다 각각의  입출력 헤드로 처리 가능.
- 디스크는 교체 가능하므로 필요에 따라 다른 디스크를 장치하여 사용 가능.

디스크 시스템은 디스크 드라이버, 프로세서, 디스크 제어기로 구분.
디스크 드라이버.
- 구동 모터, 액세스 암 이동장치와 입출력 헤드 부분의 기계적인 부분 담당.
- 탐색(Seek), 기록, 판독 등의 명령 수행.
프로세서.
- 원하는 컴퓨터의 논리적인 상호작용, 즉 원하는 데이터의 위치(디스크 주소)와 버퍼 및 판독/기록  관리 등을 관리함.
디스크 제어기.
- 디스크 드라이버의 인터페이스 역할 담당.
- 프로세서로부터 명령을 받아 디스크 드라이버를 동작.

디스크 상의 정보는 드라이버 번호, 표면 번호 및 트랙 번호 등 여러 부분으로 나뉘어지는 디스크 주소에 의해 참조됨.
- 정보는 블록 단위로 입출력 됨.
실린더(Cylinder)
- 헤드의 움직임 없이 액세스할 수 있는 하나의 드라이버상의 모든 트랙.
섹터(Sector)
- 트랙 내의 정보는 블록(Block)을 이루고, 이러한 블록이 하드웨어적으로 고정된 크기를 가진 경우.
- 각 섹터는 독립적으로 입출력 될 수 있음.
- 섹터는 디스크로부터 입출력이 가능한 정보의 가장 작은 단위.

※ 디스크 드라이브의 섹터 크기는 32~4096byte, 트랙당 4~32섹터, 디스크 표면 당 20~1500트랙으로 구성됨.

디스크 액세스 시간
탐색(Seek).
- 디스크상의 원하는 섹터에 액세스하기 위해 헤드를 해당 트랙 또는 실린더로 이동해 위치시킴.
탐색 시간.
- 탐색에 걸리는 시간.
- 디스크의 헤드가 움직이는 시간에 좌우되므로 멀리 떨어진 트랙 탐색 시 탐색시간이 길어짐.
회전지연시간.
- 원하는 섹터가 입출력 헤드 아래로 회전할 때를 기다리는 시간.
전송시간.
- 디스크와 메인 메모리 간의 섹터를 주고받는 데 걸리는 시간.

데이터 액세스 시간.
고정 헤드 디스크의 데이터 액세스 시간.
- 각 트랙에 읽기, 쓰기 헤드를 가지고 있어 탐색시간이 필요 없음.
- ‘회전지연시간 + 전송시간’
이동 디스크의 데이터 액세스 시간.
- ‘탐색지연시간 + 회전지연시간 + 전송시간’
데이터 액세스 시간 예.
- 다음과 같은 조건에서 전송 크기가 1KB일 때,

- 이동 디스크와 고정 헤드의 데이터 액세스 시간 계산.

특정 섹터의 주소.
메모리와 디스크 사이에 입출력 전송은 하나 또는 여러 개의 섹터 단위로 이루어짐.
디스크는 섹터들의 3차원 배열로 볼 수 있음.
- 특정 섹터의 주소를 만들기 위해 트랙번호(또는 실린더), 표면번호, 섹터번호 등이 필요함.
트랙 당 섹터들의 개수를 s로 표시, 실린더당 트랙들의 개수를 t로 표시할 때.
- 실린더 번호 i, 표면번호 j, 섹터번호 k인 디스크 주소는 1차원 블록 수 b로 표시 가능.

- 사상(Mapping)에서 블록 b+1을 액세스할 때, b가 실린더의 마지막 블록임.
- b+1 블록(실린더)에 대한 탐색이 필요하며, 이 경우 헤드가 단지 한 트랙만 옮기면 됨.

디스크는 디스크 내에 어떤 파일이 있는지를 표시하는 장치 디렉터리를 가짐..
- 장치 디렉터리는 파일 이름으로 목록을 나타냄.
- 파일이 디스크의 어디에 있는지 즉, 파일의 길이, 종류, 소유주, 생성된 날짜, 마지막으로 사용된 시간  그리고 부호 등에 대한 정보를 포함함.