코딩 자율학습 컴퓨터 구조와 운영체제 - 예스24
한 권으로 끝내는 컴퓨터 구조와 운영체제,개념 이해부터 면접까지 완벽 대비!컴퓨터 구조와 운영체제를 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 체계적으로 구성했다. 복잡한 기술 개념도 명확하고 간
www.yes24.com
|
2주차
|
6일
|
7일
|
8일
|
9일
|
10일
|
|
목차
|
4장 메모리
4.1 메모리 개요
4.2 메모리 유형
4.3 캐시 메모리
|
5장 보조 기억 장치
5.1 HDD와 SSD
5.2 디스크 스케줄링 알고리즘
|
5장 보조 기억 장치
5.3 RAID
|
6장 입출력 시스템
6.1 입출력 시스템의 개요
6.2 입출력 장치의 성능 향상 기술
|
6장 입출력 시스템
6.3 입출력 장치의 작동과 데이터 전송
6.4 버스
|
4장 메모리
4.1 메모리 개요
4.1.1 메모리의 역할과 특징
- CPU와 프로그램 실행 지원
- 중간 저장소 역할
- 멀티태스킹 지원
4.1.2 메모리의 계층구조
- 레지스터
- 캐시 메모리
- 주 기억 장치
- 보조 기억장치
4.1.3 메모리의 구성 요소
- 메모리셀
- 트랜지스터
- 커패시터
- 플립플롭
- 주소 디코더
- 행 주소 스트로브
- 열 주소 스트로브
- 데이터 버스
- 제어 회로
- 제어 단자
- 선택 단자
- 감지 단자
- 입력 단자
- 감지 증폭지
- 클럭 회로
4.1.4 메모리 접근
- 명령 전송
- 주소 지정
- 데이터 전송
4.2 메모리 유형
4.2.1 저장 방식에 따른 분류
- 휘발성 메모리
- DRAM
- SRAM: DRAM보다 빠르고 안정적, 비용 비싸고, 소비전력 큼. 캐시 메모리에 주로 사용
- 비휘발성 메모리
- PROM(Programmable ROM)
- EPROM(Erasable Progammable ROM)
- EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)
- 플래시 메모리
4.2.2 사용 목적에 따른 유형
- 시스템 메모리
- 캐시 메모리
- 비디오 메모리
- 버퍼 메모리
- 가상 메모리
- 영구 저장소
4.3 캐시 메모리
4.3.1 캐시의 구조
- L1 캐시
- L2 캐시
- L3 캐시
4.3.2 캐시의 작동 방식
4.3.3 캐시의 데이터 전송 단위
4.3.4 캐시의 성능 관리
- 지역성
- 공간 지역성
- 시간 지역성
- 교체 정책
- LRU(Least Recently Used)
- FIFO(First-In, First-Out)
- LFU(Least Frequently Used)
- ARC(Adaptive Replacement Cache)
- Random
- 쓰기 정책
- Write-Back
- Write-Through
- Write-Around
- 캐시 주소 매핑
- 직접 매핑
- 완전 연관 매핑
- 집합 연관 매핑
5장 보조 기억 장치
5.1 HDD와 SSD
5.1.1 HDD
- HDD의 구성 요소: 플래터, 스핀들, 읽기/쓰기 헤드, 액츄에이터 암, ㅣ벗
- HDD의 저장 구조: 트랙, 섹터, 실린더, 클러스터
- HDD 성능을 결정하는 주요 요소
- 탐색 시간
- 회전 지연 시간
- 데이터 전송 속도
- 디스크 단편화(fragmentation)
5.1.2 SSD
솔리드 스테이트 드라이브
- SSD의 구성 요소: NAND 플래시 메모리, SSD 컨트롤러, 인터페이스, DRAM 캐시, DRAM이 없는 SSD
- SSD의 저장 구조: 셀
- SLD(Single-Level Cell)
- MLC(Multi-Level Cell): 2배 저장 밀도. 가격 저렴, 성능과 저장 용량 사이의 균형
- TLC(Triple-Level Cell)
- QLC(Quad-Level Cell)
- 데이터 상태 관리
- 유효
- 무효
- 비어있는
- 데이터 접근 과정
5.2 디스크 스케줄링 알고리즘
5.2.1 FCFS
First-Come, First Served
5.2.2 SSTF
Shortest Seek Time First
5.2.3 SCAN
엘리베이터 알고리즘
5.2.4 C-SCAN
Circular SCAN
5.3 RAID
5.3.1 디스크 확장 기술
- SBOD(Just a Bunch of Disks)
- RAID(Redundant Array of Independent Disks)
- LVM(Logical Volumn Manager)
- NAS(Network Attached Storage)
- 클라우드 기반 디스크 확장
5.3.2 RAID 개요
- 데이터 보호와 시스템 가용성 향상
- 확장성
- 비용 효율성
- 성능 향상
- 유연성
- 평균 고장 간격 감소
- 장애 대응 비용 증가
- 오버헤드 증가
5.3.3 RAID의 주요 기술
- 데이터 스트라이핑(여러 디스크에 블록 단위로 나누어 저장하는 방식)
- 중복성
- 미러링
- 패리티
5.3.4 RAID의 구현 방식
- 하드웨어 방식
- 소프트웨어 방식
5.3.5 RAID의 레벨
- RAID 0: 스트라이핑 기술을 사용해 데이터를 여러 디스크에 분산 저장하는 방식
- RAID 1: 미러링 기술을 사용해 동일한 데이터를 여러 디스크에 복사하는 방식. 2개의 디스크가 쌍을 이루어 작동.
- RAID 5: 스트라이핑과 패리티 정보를 결합한 방식, 데이터를 여러 디스크에 분산 저장 하면서 데이터 북구 기능도 제공
- RAID 6
- RAID 10
5.3.6 RAID 적용 시 고려 사항
- 데이터 안정성 요구사항
- 성능 요구사항
- 저장 공간 효율성
- 예산
- 디스크 수와 용량
- RAID 0과 1은 최소 2개 디스크 필요
- RAID 5는 최소 3개 필요
- RAID 6와 10은 최소 4개 필요, 10의 경우 디스크 수가 짝수여야 함.
- 안정성 우선: RAID 1, RAID 6, RAID 10
- 성능 우선: RAID 0, RAID 10
- 비용 효율성 우선: RAID 0, RAID 5
6장 입출력 시스템
6.1 입출력 시스템의 개요
6.1.1 입출력 장치의 종류
6.1.2 입출력 장치의 주요 구성 요소
- 입력 장치의 구성 요소
- 출력 장치의 구성 요소
- 입출력 인터페이스
6.2 입출력 장치의 성능 향상 기술
6.2.1 장치 컨트롤러와 장치 드라이버
- 장치 컨트롤러
- 장치 드라이버
- 장치 컨트롤러와 장치 드라이버의 작동 과정
6.2.2 버퍼링과 캐싱
- 버퍼링
- 캐싱
6.3 입출력 장치의 작동과 데이터 전송
6.3.1 입출력 장치의 작동 과정
- 데이터 감지
- 신호 변환
- 데이터 저장
- 데이터 전송 및 제어
6.3.2 입출력 명령의 실행
- 입출력 요청 생성
- CPU의 명령 생성
- 장치 컨트롤러와 통신
- 장치 상태 확인
- 작업 수행 및 완료
6.3.3 입출력 장치의 데이터 전송 방식
데이터 전송 방식
- 속도 차이 조율
- CPU 자원 절약
- 데이터 손실 방지
- 프로그램 입출력
- 인터럽트 기반 입출력
- DMA(Direct Memory Access)
6.4 버스
6.4.1 버스의 구조- 주소 버스
- 제어 버스
- 데이터 버스
6.4.2 버스와 입출력 장치의 관계
- CPU의 입출력 작업 요청
- 장치 컨트롤러의 요청 수진
- 입출력 장치의 데이터 처리
- 작업 결과 전송
- CPU로 작업 상태 전달
6.4.3 버스 인터페이스 표준
- USB
- PCIe(Peripheral Component Interconnect express)
- SATA
- 썬더볼트
