[컴퓨터구조] 저장장치

물리적 특성에 따른 메모리 분류

1) 메모리의 물리적 특성

(1) 휘발성

- 전원이 제거되면 저장된 내용이 사라지는 특성

 

(2) 비휘발성

- 전원이 제거되어도 저장된 내용이 사라지지않는 특성

 

(3) 삭제 가능

- 한 번 기록된 내용을 지우고 다른 내용으로 갱신가능한 특성

 

(4) 삭제 불가능

- 한 번 기록된 내용을 삭제 불가능한 특성

 

2) ROM(Read Only Memory)

- 비휘발성

- 읽기전용

 

(1) Masked ROM

- 생산 공장에서 저장된 내용에 대한 변경이 불가능

 

(2) PROM(Promgrammable ROM)

- Programmble하다는 것은 프로그래머가 필요에 따라 수정가능하다는 의미

- 생산 공장에서 저장된 내용된 것이 아무것도 없으며, 사용자가 필요에 따라 한 번 저장 가능

 

(3) EPROM(Erasable Programmable ROM)

- 자외선을 이용해 기억된 내용을 삭제 가능

- 전기적인 방법을 통해 새로운 내용을 저장 가능

 

(4) EEPROM(Electrically Erasable Programmble ROM)

- 전기적인 방법을 통해 기억된 내용을 삭제/저장 가능

 

(5) Flash Memory

- EROM과 EEPROM의 변형

- block단위의 고속 수정 가능

 

3) RAM(Random Access Memory)

- 휘발성

- 읽기/쓰기 가능

 

(1) DRAM(Dynamic RAM)

- 초고속 데이터 전송용 메모리

- SRAM에 비해 저렴한 가격

- 캐패시터로 만들어져서 한 번 충전한 전하가 시간이 지나면 방전되어 저장된 내용이 사라지므로, Refresh가 필요

 

(2)  SRAM(Static RAM)

- 초고속 데이터 전송용 메모리

- 플립플롭으로 만들어져 전기가 공급되는 한 안정적으로 작동

- 캐시 메모리에 주로 사용

- DRAM에 비해 고가

 

 

주기억 장치와 보조기억장치

- 기억장치 CPU와 버스로 연결된 주기억 장치와 입출력장치로 연결된 보조기억장치로 구성

- 주기억장치는 CPU와 온라인으로 연결되어 필요할 때마다 빠른 접근속도로 CPU에 필요한 데이터를 제공

- 보조기억장치는 CPU와 오프라인으로 연결되어 비교적 느린속도로 필요시 별도의 연결과정을 거친 후 데이터를 제공

 

1) 주기억 장치

- CPU와 온라인으로 연결

- CPU는 주기억장치와 Word단위로 데이터 액세스

- Word의 크기는 CPU의 비트크기, 버스의 대역폭

- 실행되고 있는 프로그램(프로세스)가 적재되는 장소

 

2) 보조기억 장치

- CPU와 오프라인으로 연결

- CPU는 주기억장치와 block단위로 데이터 액세스

- 연결하는 과정에서 많은 시간과 보조기억장치 자체의 액세스 속도가 느리기 때문에 CPU는 실행하는 프로그램 또는 자주 사용하는 데이터를 주기억장치에 저장

 

 

메모리 계층구조(Memory Hierarchy)

- 메모리는 종류에 따라 속도가 빠르지만 저장용량이 작고 가격이 비싼 특성을 가지고 있음

- 따라서 컴퓨터는 이러한 특성을 Trade Off하고자 계층구조를 사용

- 전체 데이터를 보조기억장치에 저장하되 자주 사용하는 데이터를 속도가 빠른 저장장치(주기억장치)에 저장해 액세스 속도와 용량에 대해 개선하는 전략을 사용

 

 

 

메모리 접근 방식

- 기억장치에 값을 쓰거나 기억장치에서 데이터를 읽는 동작

 

1) 순차 접근(Sequential Access)

- 데이터가 일렬로 저장 -> 데이터를 처음부터 차례대로 액세스

- 액세스시간은 필요한 데이터가 저장된 위치

- 자기 테이프

 

2) 직접 접근(Dircet Access)

- 기억장치의 임의의 위치를 직접 액세스

- 해당 위치 근처로 이동한 뒤 순차 액세스를 통해 원하는 위치에 접근

- 액세스 시간은 원하는 데이터의 위치와 이전 액세스의 위치에 따라 결정

- 자기 디스크, CD-ROM

 

3) 임의 접근(Random Access)

- 기억장치의 임의의 위치를 직접 액세스 할 수 있다는 점은 직접 액세스와 같음

- 임의의 위치를 액세스하는 시간이 같다는 점이 직접 액세스와 다름

- 각 기억장치마다 고유의 주소를 할당하고 주소에 의해 데이터에 액세스

- 반도체 기억 장치(RAM, ROM)

 

4) 연관 접근(Associative Access)

- Word내의 특정 bit들과 원하는 bit들을 비교해 일치하는 Word에 액세스

- 고속으로 데이터를 탐색해야하는 경우 사용

- 캐시