안녕하세요 마무입니다. 오늘은 "하드디스크 구조", "하드디스크 원리", "자기디스크", "플래터", "섹터" "트랙", "실린더", "액추에이터"에 대해서 매우 쉽게 포스트 할 겁니다!
이 포스트를 다 읽으시면
앞으로 운영체제에 대해서 배우기 전에 꼭 알아야하는 부분중 하나가 바로 "디스크"인데요 그 이유는 운영체제(OS)는 크게 봤을 때, "기억장치(주기억장치, 보조기억장치)"와 "CPU"사이의 상호작용을 하게 해주는 것이기 때문입니다.
그러니 "운영체제"를 공부할려면 당연히 기억장치에 속한 "디스크"를 공부를 해야겠죠?
'아니 그까이거 요즘 하드디스크 보다 좋은 기억장치들이 생겨나고 있고 상용화 되고 있는데 알아야해???' 하시겠지만 네, 파일시스템이나 운영체제등 컴퓨터 심화 지식을 이해하려면 이 하드디스크 구조 부터 이해가 필요합니다.
하지만 너무 자세하게 다루기 시작하면 많이 어려우니, 꼭 알고 갈 핵심들만 포스트하겠습니다.
--목차--
1. 크게 보는 하드디스크 구성들(플래터, 스핀들, 액추에이터)
2. 플래터(Flatter, 원반)의 "섹터(Sector)", "트랙(Track)"
3. 엑추에이터(Actuator)의 구성요소들 "헤드(head)", "암(arm)"
4. 실린더(cylinder)
5. 스핀들 구성요소(스핀들, 스핀들모터)
6. 총 정리
---------
여기서 못 찾은 정보는
-리눅스 독학 페이지-
https://mamu2830.blogspot.com/p/blog-page_13.html
-운영체제 독학 페이지-
https://mamu2830.blogspot.com/p/blog-page_14.html
에서 찾아보세요!
다들 하드디스크 하면 딱 떠오르는 이미지가 있을 겁니다.
네 바로 이 모습이죠 하지만 저희가 알아야 할 구조는 윗 케이스를 벗겨야 보입니다.
윗 케이스를 벗기면
이런 모습이 나오실텐데
이렇게 하드 디스크의 구성은 크게 "플래터", "스핀들", "액추에이터" 로 나뉜다고 보시면 됩니다.
전반적인 하드디스크의 원리를 한번 간단하게 설명하자면
저 "플래터" 라는 것은 자성재료로 겉이 코팅이 되어 있습니다.
그리고 중앙에 있는 저 "스핀들"이 이 "플래터"를 회전시키고
"액추에이터"가 스핀들에 의해 회전되는 플래터의, 중심과 바깥으로 수직 움직이며
플래터에 데이터를 입력하는 겁니다.
이게 영어를 발음 그대로 읽으니까 이해가 안되는데 단어 뜻을 생각하면 그냥 이해가 사실
됩니다.
플래터(Platter) : 납작한 접시 같은 것
스핀들(Spindle) : 회전 축
액추에이터(Actuator) : 전기적 신호로 움직이는 것
단어 뜻을 알고나서 다시 저 구성을 보시면 "아~~" 느낌이 오실겁니다.
사실 컴퓨터쪽 진로가 아니신 분은 여기까지만 알아도 이득이지만
이 글을 읽는 당신은! 컴퓨터쪽으로 진로를 선택하신 분이라서 좀 더 디테일하게 알아야합니다.
그럼 이제 자세하게 하나하나 설명해드리겠습니다.
플래터(Platter)
제가 그냥 대충 지운건데 ㅋㅋㅋㅋㅋ 제가 뭘 강조하고 싶은건지 아시겠나요?
바로 저 원반모양이 우리가 흔히 부르는 "디스크"라는 이름의 진짜 주인공인
"플래터"입니다.
플래터(Platter)는 이름 그대로 Plat(납작,평평)한 + er(것)인데요
사실 이 플래터를 옆에서 보면
이렇게 하나가 아니라 여러개가 겹겹이 쌓여있는 모습입니다.
그리고 각 플래터끼리의 사이엔 공간이 있죠, 이렇듯 보통 디스크는
2개 이상의 플래터로 이루어져 있습니다. (1개론 용량이 부족하니깐요~)
옆에 있는 저 뾰족한 것은 "액추에이터(Actuator)"인데 위에 잠깐 설명한 것 처럼
"플래터에 정보를 기록하는 역할 장치"라고 생각하시면 됩니다. 자세한 건 밑에서
설명할게요~
자 플래터를 우리 눈으로 보면 그냥 아무것도 없는 금속의 원반처럼 보이지만
저것을 초정밀 기계로 매우매우 확대해서 보면
이런 구조로 생겼습니다. 물론 이건 제가 그린거라 칸 수가 훠어어어어얼씬 적은거에요.
실제론 칸이 훨씬 조밀하고 많이 있습니다.
위에 주황색으로 색칠한 플래터의 저 한 칸 한 칸을 우리는 "섹터(Sector)"라고 부릅니다.
영어라서 뭔가 어려운 느낌이 팍 드실텐데~
"Sector" 뜻 "활동이 있는 지역이 나눠진 것 중 하나" 를 알면 그냥 영어
뜻 그대로 쓰였구나~ 생각이 들면서 이제 쉽게 외워지실 겁니다.
'아하~ 그냥 "전체 디스크를 일정하게 나눈 것 중 하나" 라는 의미로 "섹터"가 쓰였구나~'
이렇게 말이죠
이 "섹터"라는 것은 디스크의 최소 단위로 보통 512바이트(0.5KB) 정도 됩니다.
(섹터 하나당 용량이 더 클 수도 있습니다) 즉 저 공간에 512바이트 크기까지 데이터를 넣을 수 있다는 것이죠.
그러나 한 칸에 0.5KB밖에 안되기 때문에 실제로 큰 크기의 프로그램이나 데이터를
저 한 칸에 다 넣을 수가 없잖아요?
그래서 하드 디스크는 저장할 데이터를 "섹터 단위(512바이트)"로 나눈 후 순차적으로 "같은 반지름의 섹터들"에 저장합니다.
같은 반지름의 섹터들에 순차적으로 저장한다는 건 말은 그냥 현재 위치로 부터 가장 가까운 곳부터 차곡차곡 저장한다는 소리에요~
사용할 땐 한번에 수루룩~ 정보들을 다시 모으기 위해서, 근처에 차곡차곡 저장하는 거죠.
저희들도 공부 할 때 필요한 도구들(공책, 필기도구, 노트북)을 앉은 자리 주변에 두는 것 처럼 컴퓨터도 마찬가지라는 겁니다~
이 때 이 "플래터 내 같은 둘레인 섹터들"을 "트랙(Track)"이라고 합니다.
"같은 반지름인 섹터" 라고 표현하니 되게 헷갈리실텐데 그냥 그림을 보시면
그냥 같은 줄입니다. 트랙(Track)의 뜻 중에 "링 모양의 길(road)이나 도로"가 있거든요
구체적인 이미지가 안 떠올리신다면 우리가 아는 "운동장 트랙"을 떠올려보세요.
자 제가 친절히 사진을 보여드릴게요~ 어때요 디스크 트랙(Track)이랑 똑같이 생겼죠?
그래서 "트랙(Track)"라 부르는 겁니다. 결국 트랙도 영어 뜻대로 생긴겁니다.
Track : a type of path or road, often in the shape of a ring
그리고 제가 2D로 표현해서 그렇게 안보이지만
다시 3D로 보시면 "플래터"는 "양 면'"이라는 것을 알 수 있습니다.
그래서 반대쪽에도 같은 저장공간을 가지고 있습니다.
또한 저 "액추에이터"도 플래터 한 면마다 한 개씩 있습니다.
"액추에이터"는 밑에서 좀 더 자세히 설명해드리겠습니다.
바로 위에 있는 이 사진을 나름? 이해를 쉽게 하기 위해 2D로 만든다면
이런 느낌이라고 할 수 있습니다. "플래터" 인 경우 보기 쉽게 하기 위해
각 플래터당 "하나의 트랙"만 표시했습니다.
보면 보라색 화살표로 가리킨 "주황색 세모"가 보이시나요? 저것이 실질적으로
섹터에 닿는 부분인 "헤드(Head)" 입니다. 실질적으로 저 "헤드"가 섹터에
데이터를 적고 읽는 것이죠.
그리고 "암(arm)"은 말 그대로 "팔"이란 의미로 액추에이터에서 길게 뻗어나와서
그렇게 부르는 겁니다.
또한 각각의 암(arm) 끝에는 꼭 헤드(head)가 한 개 이상 붙어있습니다.
암과 헤드는 세트인 것이죠.
이렇게 전체적으로 "암(arm)과 헤드(head) 통틀어서" "액추에이터(Actuator)"라고
부르는 겁니다.
그래서 "암(arm)"을 "액추에이터(Actuator) 암(arm)"이라고 부르기도 하고
"헤드(head)"를 "액추에이터(Actuator) 헤드(head)"라고 부르기도 합니다.
솔직히 "바디(body), 헤드(head)"도 아니고 "암(arm), 핸드(hand)"도 아닌
"암(arm)"과 "헤드(head)"라니... 잘 안 외워지실 겁니다.
어쩔 수 있나요 ㅠㅠ 이름 붙인 사람 마음인 걸...
그냥 "Head" 뜻 중 하나인 "the top part or beginning of something:"
즉 "시작하는 부분이라는 뜻"인 "헤드(head)" 로 외웁시다.
데이터를 적고, 읽는 과정의 시작이니까!! 헤드!
그리고 암(arm)같은 경우 사람 팔처럼 여러개가 길게 뻗어 있으니 "암(arm)"이다 라고
외웁시다.
아 여기서 또 아셔야할 것은 바로 "액추에이터(Actuator)는 동시에 수직으로 움직인 다는 겁니다." "수직으로 이동한다는 것"은 바로 "플래터 중심과 바깥 쪽으로 움직인다" 라는 겁니다. 무슨 소리냐 밑에 있는 그림을 보시죠.
단순합니다. 그냥 보라색 화살표처럼 수직으로만 움직이는 겁니다. 왜 수직으로만
움직이게 만들었냐면 어짜피 좌우로 이동하는 건, 중앙에 있는 스핀들 모터가 플래터를
돌려줌으로써 가능하기 때문입니다.
실린더(Cylinder)가 뭘까요? "Cylinder"라는 뜻 "원통" 그대로 입니다!
바로 "원통모양" 이란 뜻이죠! '웬 갑자기 원통?' 이란 생각이 드실텐데
설명을 듣다보면 왜 이런 원통이란 뜻의 "실린더" 이름을 붙였는 지 이해가 되실겁니다~
먼저 저희가 디스크에 데이터를 저장할 땐 어떤 순서로 저장할까요?
데이터를 저장하는 규칙은
1. 위에서 섹터와 트랙 부분에서 "디스크는 현재 위치에서 순차적으로 근처에 데이터를 저장한다"고 배웠고
2. 엑추에이터의 헤드는 대칭형태로 플래터 양면에 존재한다는 것을 배웠죠. 그러면
이 두 가지를 총 합치면 어떤 식으로 데이터가 저장될까요? 네 예상이 되실겁니다
헤드가 양면에 대칭으로 있으니, 플래터 위 섹터부터 데이터를 채우고
바로 아래 섹터에 데이터를 채운 뒤 옆 섹터로 이동해서 똑같이 위, 아래 순으로
데이터를 저장할 겁니다 기호로 표시하자면
"↑↓ → ↑↓ → ↑↓" 이런 식의 패턴이겠죠.
그림으로 보여드리자면
이렇게 현재 주황색 "섹터"가 속한 "트랙"만 옆에 파란색 3D 고리로 구현했습니다.
그리고 그 고리 위에, 주황색 섹터의 위치를 "1"로 표시했습니다 보이시나요?
이런식으로 주황색 "1번"에 먼저 512바이트 데이터를 저장한 뒤 다음 데이터는 어디에 저장할까요? 네 바로
바로 "반대편 똑같은 위치인 섹터"에 다음 512바이트 정보를 저장 할 겁니다.
왜냐면 헤드가 플래터를 대칭으로 있으니 이런식으로 하면 이동하지 않고 바로
데이터를 위아래 기록하는 거니까요.
그 다음은 플래터가 회전하여 "1번"섹터 옆인
이렇게 "3번" 위치에 다음 512바이트 데이터를 기록하는 겁니다.
그럼 4번째 데이터는 어디에 기록이 될까요? 네 맞습니다. 바로 또 반대편인
섹터에 저장되겠죠!
이렇게 4번으로 표시한 곳 말이죠!
이런식으로 데이터는 "↑↓ → ↑↓ → ↑↓" 이런 패턴으로 디스크 섹터에 저장이 됩니다.
하지만 이건 플래터(Platter)가 1개일 때 이야기죠. 플래터가 2개 이상일 땐 어떤식으로
데이터를 저장해야 할까요?
플래터가 2개 이상이여도 각 헤드들이 가리키는 "플래터의 위치"는 똑같습니다.
말 그대로 높이만 다른거죠.
즉 플래터(Platter)가 2개 이상일 땐 이런순서로 "트랙(Track)의 섹터"에 데이터가 저장이 될 겁니다. "6번"까진 높이만 다른 "섹터"에 저장을 한 뒤 "7번"부터 옆으로 이동해 저장하는 것이죠.
그러면 이런식으로 "관련된 데이터들을 저장할 때의 섹터들"을 색칠해 표시해보면
이런식으로 모양이 만들어질겁니다. 뭔가 어디서 많이 본 모양이지 않습니까?
그렇죠 "원통(Cylinder)"모양이죠? 그래서 이런식으로 "같은 반지름의 트랙들을"
통틀어 "실린더(Cylinder)"라고 합니다.
결국 "섹터"들이 모여 "트랙"이 되고, "트랙"들이 모여 "실린더"가 되는거라
"실린더"도 "플래터(Platter)"의 구성요소이죠. 그런데 왜 "실린더"는 늦게 설명했냐면
실린더를 설명하자니 액추에이터(Actuator)개념이 필요해서
나중에 설명을 한 겁니다.
스핀들(Spindle)은 "축"이란 뜻이죠, 하지만 사실 진짜 "축"만 있다면 뭘 돌릴 수 없죠.
그렇습니다 사실 "Spindle" 정 중앙에는 "모터(motor)"가 있습니다. 그래서
"모터(motor)"의 힘을 이용해 "플래터(Platter)"를 돌리는 것이죠.
그런데 "스핀들 모터(Spindle motor)"가 플래터를 돌릴 때, 중간 중간 정지를 할까요?
아뇨, 그냥 쉴 틈 없이 플래터를 돌립니다.
플래터는 계속 돌아가고 헤드는 가만히 있다가, 헤드가 필요한 정보가 있는 섹터가 지나가려는 순간! 바로 액추에이터의 헤드가 순식간에 그 섹터에서 정보를 빼가는 겁니다.
그리고 다음에 또 필요한 정보가 있으면 그 정보가 담긴 섹터가 헤드 밑으로 올 때까지 기달립니다.
물론 현재 헤드가 위치한 트랙에 찾는 정보가 없으면 헤드가 움직여야죠.
그래서 액추에이터는 수직으로 이동할 수 있는 겁니다.
그렇게 또 다른 트랙으로 이동한 다음 헤드는 가만히 있다가, 플래터가 회전하여 원하는
섹터가 도달하면 바로 정보를 읽는 것이죠.
말로는 이해가 잘 안되실 텐데, 그냥 회전초밥을 떠올려 봅시다.
즉 회전초밥의 초밥을 돌리는 "트레드밀(Thread mill)"은 "트랙(Track)"인 것이고,
그 "트레드밀을 작동시키는 엔진"이 "스핀들 모터(Spindle motor)"인 것입니다. 그리고
초밥(데이터)이 담겨있는 "접시"는 "섹터(Sector)"인 것입니다.
그리고 그 초밥이 있는 접시를 건드는 "앉아 있는 사람"은 "헤드(head)"인 것이죠.
"헤드(head)인 사람"이 참치초밥을 먹고 싶은데 저~ 멀리 있다고 칩시다.
그렇다고 사람이 직접 가지러 가지 않죠? 그냥 가만히 앉아서 자기 앞으로 참치초밥이 올 때까지 기달릴겁니다.
하지만 만약에 현재 앉은 자리에 새우초밥이 올 일이 없다면, 새우초밥이 있는
라인으로 이동해야겠죠.
디스크도 마찬가지에요. 이런 방식으로 헤드에서 필요한 정보를 또 얻을려면 플래터가
돌아서 자기가 원하는 섹터가 올 때까지 기달려야 하죠.
그리고 원하는 정보가 그 트랙(회전 초밥 라인)에 없다면 다른 트랙으로 이동해야하죠.
이렇게 "헤드(Head)"는 가만히 기다릴 수 밖에 없기 때문에 플래터(Platter)의 회전 속도가 빠르면 헤드(Head)가 빨리 정보를 읽을 수 있겠죠?
회전 초밥에서도 참치 초밥을 먹고싶어서 기달릴 때, 트레드밀 속도가 빠르면 그 만큼 자기에게 빨리 오는 것처럼 말이죠.
이런 이치로, 플래터를 돌리는 "스핀들 모터(Spindle motor)의 속도"가 디스크의 성능을 좌우합니다. 그래서 디스크 성능엔 이것을 항상 표시하는데 모터의 속도는 바로 "RPM(Revolutions Per Minute)"로 표시합니다. "분당 회전률"이란 뜻으로
7000RPM이면 1분에 7000번 회전한다는 것이죠!
아 왜 RPM에서 "R"이 왜 "Revolutions"이냐고요? '그건 혁명이란 뜻 아니냐' 하실 수 있는데
"Revolution"엔 혁명이란 뜻외에도 "회전"이란 뜻이 있어요.
그래서 쏠 때마다 탄창이 회전하는 총을 "리볼버(Revolver)" 라 하는 겁니다.
그렇기에 "RPM이 높을 수록" 하드디스크 내용을 "읽고, 쓰는게 빠르단" 소리고 한 마디로
"빠르단" 소리죠.
6. 총 정리
1. 데이터가 저장되는 디스크의 원반모양은 생긴대로 "플래터(Platter)"라고 한다.
2. 플래터의 가장 작은 단위를 "섹터(Sector)"라고 하고 "전체 디스크를 일정하게 나눈 것 중 하나" 라는 의미로 "섹터"란 이름을 붙인 것이다.
3. 같은 둘레인 섹터들을 "트랙(Track)"이라 부르는데, 링 모양에 "헤드"가 지나치는 길이라
"트랙"이라고 하는 것이다.
4. 모든 플래터의 같은 반지름의 트랙들을 "실린더(Cylinder)"라고 하는데 보면 원통모양이기 때문에 "실린더"라고 하는 것이다.
5. 액추에이터(Actuator)라는 이름대로 전기신호로 움직이는 파츠이며, 길게 뻗어나와 팔 같은 "암(arm)"과 데이터를 읽고 쓰는 시작점인 "헤드(head)"로 이루어져있다.
6. 스핀들(Spindle)은 말그대로 돌아가는 플래터의 중심에 있는 "축"이고, 스핀들 중앙엔 모터(motor)가 있어서 그 모터로 플래터를 돌리는 것이다. 그리고 모터의 회전속도(RPM)이 빠를 수록 하드디스크가 빠르다.
마지막으로 하드디스크가 작동하는 영상을 보면서 복습을 해보시면 좋을 것 같습니다
이 포스트를 다 읽으시면
하드디스크(자기디스크) 구조, 원리, 플래터, 섹터, 트랙, 실린더, 액추에이터
에 대해서 확실하게 아시게 될 겁니다!앞으로 운영체제에 대해서 배우기 전에 꼭 알아야하는 부분중 하나가 바로 "디스크"인데요 그 이유는 운영체제(OS)는 크게 봤을 때, "기억장치(주기억장치, 보조기억장치)"와 "CPU"사이의 상호작용을 하게 해주는 것이기 때문입니다.
그러니 "운영체제"를 공부할려면 당연히 기억장치에 속한 "디스크"를 공부를 해야겠죠?
'아니 그까이거 요즘 하드디스크 보다 좋은 기억장치들이 생겨나고 있고 상용화 되고 있는데 알아야해???' 하시겠지만 네, 파일시스템이나 운영체제등 컴퓨터 심화 지식을 이해하려면 이 하드디스크 구조 부터 이해가 필요합니다.
하지만 너무 자세하게 다루기 시작하면 많이 어려우니, 꼭 알고 갈 핵심들만 포스트하겠습니다.
--목차--
1. 크게 보는 하드디스크 구성들(플래터, 스핀들, 액추에이터)
2. 플래터(Flatter, 원반)의 "섹터(Sector)", "트랙(Track)"
3. 엑추에이터(Actuator)의 구성요소들 "헤드(head)", "암(arm)"
4. 실린더(cylinder)
5. 스핀들 구성요소(스핀들, 스핀들모터)
6. 총 정리
---------
여기서 못 찾은 정보는
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-운영체제 독학 페이지-
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에서 찾아보세요!
1. 하드디스크 구성(플래터, 스핀들, 액츄에이터, 케이스)
다들 하드디스크 하면 딱 떠오르는 이미지가 있을 겁니다.
네 바로 이 모습이죠 하지만 저희가 알아야 할 구조는 윗 케이스를 벗겨야 보입니다.
윗 케이스를 벗기면
이런 모습이 나오실텐데
이렇게 하드 디스크의 구성은 크게 "플래터", "스핀들", "액추에이터" 로 나뉜다고 보시면 됩니다.
전반적인 하드디스크의 원리를 한번 간단하게 설명하자면
저 "플래터" 라는 것은 자성재료로 겉이 코팅이 되어 있습니다.
그리고 중앙에 있는 저 "스핀들"이 이 "플래터"를 회전시키고
"액추에이터"가 스핀들에 의해 회전되는 플래터의, 중심과 바깥으로 수직 움직이며
플래터에 데이터를 입력하는 겁니다.
이게 영어를 발음 그대로 읽으니까 이해가 안되는데 단어 뜻을 생각하면 그냥 이해가 사실
됩니다.
플래터(Platter) : 납작한 접시 같은 것
스핀들(Spindle) : 회전 축
액추에이터(Actuator) : 전기적 신호로 움직이는 것
단어 뜻을 알고나서 다시 저 구성을 보시면 "아~~" 느낌이 오실겁니다.
사실 컴퓨터쪽 진로가 아니신 분은 여기까지만 알아도 이득이지만
이 글을 읽는 당신은! 컴퓨터쪽으로 진로를 선택하신 분이라서 좀 더 디테일하게 알아야합니다.
그럼 이제 자세하게 하나하나 설명해드리겠습니다.
2. 플래터의 섹터, 트랙
플래터(Platter)
제가 그냥 대충 지운건데 ㅋㅋㅋㅋㅋ 제가 뭘 강조하고 싶은건지 아시겠나요?
바로 저 원반모양이 우리가 흔히 부르는 "디스크"라는 이름의 진짜 주인공인
"플래터"입니다.
플래터(Platter)는 이름 그대로 Plat(납작,평평)한 + er(것)인데요
사실 이 플래터를 옆에서 보면
이렇게 하나가 아니라 여러개가 겹겹이 쌓여있는 모습입니다.
그리고 각 플래터끼리의 사이엔 공간이 있죠, 이렇듯 보통 디스크는
2개 이상의 플래터로 이루어져 있습니다. (1개론 용량이 부족하니깐요~)
옆에 있는 저 뾰족한 것은 "액추에이터(Actuator)"인데 위에 잠깐 설명한 것 처럼
"플래터에 정보를 기록하는 역할 장치"라고 생각하시면 됩니다. 자세한 건 밑에서
설명할게요~
자 플래터를 우리 눈으로 보면 그냥 아무것도 없는 금속의 원반처럼 보이지만
저것을 초정밀 기계로 매우매우 확대해서 보면
이런 구조로 생겼습니다. 물론 이건 제가 그린거라 칸 수가 훠어어어어얼씬 적은거에요.
실제론 칸이 훨씬 조밀하고 많이 있습니다.
위에 주황색으로 색칠한 플래터의 저 한 칸 한 칸을 우리는 "섹터(Sector)"라고 부릅니다.
영어라서 뭔가 어려운 느낌이 팍 드실텐데~
"Sector" 뜻 "활동이 있는 지역이 나눠진 것 중 하나" 를 알면 그냥 영어
뜻 그대로 쓰였구나~ 생각이 들면서 이제 쉽게 외워지실 겁니다.
'아하~ 그냥 "전체 디스크를 일정하게 나눈 것 중 하나" 라는 의미로 "섹터"가 쓰였구나~'
이렇게 말이죠
이 "섹터"라는 것은 디스크의 최소 단위로 보통 512바이트(0.5KB) 정도 됩니다.
(섹터 하나당 용량이 더 클 수도 있습니다) 즉 저 공간에 512바이트 크기까지 데이터를 넣을 수 있다는 것이죠.
그러나 한 칸에 0.5KB밖에 안되기 때문에 실제로 큰 크기의 프로그램이나 데이터를
저 한 칸에 다 넣을 수가 없잖아요?
그래서 하드 디스크는 저장할 데이터를 "섹터 단위(512바이트)"로 나눈 후 순차적으로 "같은 반지름의 섹터들"에 저장합니다.
같은 반지름의 섹터들에 순차적으로 저장한다는 건 말은 그냥 현재 위치로 부터 가장 가까운 곳부터 차곡차곡 저장한다는 소리에요~
사용할 땐 한번에 수루룩~ 정보들을 다시 모으기 위해서, 근처에 차곡차곡 저장하는 거죠.
저희들도 공부 할 때 필요한 도구들(공책, 필기도구, 노트북)을 앉은 자리 주변에 두는 것 처럼 컴퓨터도 마찬가지라는 겁니다~
이 때 이 "플래터 내 같은 둘레인 섹터들"을 "트랙(Track)"이라고 합니다.
"같은 반지름인 섹터" 라고 표현하니 되게 헷갈리실텐데 그냥 그림을 보시면
그냥 같은 줄입니다. 트랙(Track)의 뜻 중에 "링 모양의 길(road)이나 도로"가 있거든요
구체적인 이미지가 안 떠올리신다면 우리가 아는 "운동장 트랙"을 떠올려보세요.
자 제가 친절히 사진을 보여드릴게요~ 어때요 디스크 트랙(Track)이랑 똑같이 생겼죠?
그래서 "트랙(Track)"라 부르는 겁니다. 결국 트랙도 영어 뜻대로 생긴겁니다.
Track : a type of path or road, often in the shape of a ring
그리고 제가 2D로 표현해서 그렇게 안보이지만
다시 3D로 보시면 "플래터"는 "양 면'"이라는 것을 알 수 있습니다.
그래서 반대쪽에도 같은 저장공간을 가지고 있습니다.
또한 저 "액추에이터"도 플래터 한 면마다 한 개씩 있습니다.
"액추에이터"는 밑에서 좀 더 자세히 설명해드리겠습니다.
3. 액추에이터(Actuator) 구성 헤드, 암
바로 위에 있는 이 사진을 나름? 이해를 쉽게 하기 위해 2D로 만든다면
이런 느낌이라고 할 수 있습니다. "플래터" 인 경우 보기 쉽게 하기 위해
각 플래터당 "하나의 트랙"만 표시했습니다.
보면 보라색 화살표로 가리킨 "주황색 세모"가 보이시나요? 저것이 실질적으로
섹터에 닿는 부분인 "헤드(Head)" 입니다. 실질적으로 저 "헤드"가 섹터에
데이터를 적고 읽는 것이죠.
그리고 "암(arm)"은 말 그대로 "팔"이란 의미로 액추에이터에서 길게 뻗어나와서
그렇게 부르는 겁니다.
또한 각각의 암(arm) 끝에는 꼭 헤드(head)가 한 개 이상 붙어있습니다.
암과 헤드는 세트인 것이죠.
이렇게 전체적으로 "암(arm)과 헤드(head) 통틀어서" "액추에이터(Actuator)"라고
부르는 겁니다.
그래서 "암(arm)"을 "액추에이터(Actuator) 암(arm)"이라고 부르기도 하고
"헤드(head)"를 "액추에이터(Actuator) 헤드(head)"라고 부르기도 합니다.
솔직히 "바디(body), 헤드(head)"도 아니고 "암(arm), 핸드(hand)"도 아닌
"암(arm)"과 "헤드(head)"라니... 잘 안 외워지실 겁니다.
어쩔 수 있나요 ㅠㅠ 이름 붙인 사람 마음인 걸...
그냥 "Head" 뜻 중 하나인 "the top part or beginning of something:"
즉 "시작하는 부분이라는 뜻"인 "헤드(head)" 로 외웁시다.
데이터를 적고, 읽는 과정의 시작이니까!! 헤드!
그리고 암(arm)같은 경우 사람 팔처럼 여러개가 길게 뻗어 있으니 "암(arm)"이다 라고
외웁시다.
아 여기서 또 아셔야할 것은 바로 "액추에이터(Actuator)는 동시에 수직으로 움직인 다는 겁니다." "수직으로 이동한다는 것"은 바로 "플래터 중심과 바깥 쪽으로 움직인다" 라는 겁니다. 무슨 소리냐 밑에 있는 그림을 보시죠.
단순합니다. 그냥 보라색 화살표처럼 수직으로만 움직이는 겁니다. 왜 수직으로만
움직이게 만들었냐면 어짜피 좌우로 이동하는 건, 중앙에 있는 스핀들 모터가 플래터를
돌려줌으로써 가능하기 때문입니다.
4. 실린더
실린더(Cylinder)가 뭘까요? "Cylinder"라는 뜻 "원통" 그대로 입니다!
바로 "원통모양" 이란 뜻이죠! '웬 갑자기 원통?' 이란 생각이 드실텐데
설명을 듣다보면 왜 이런 원통이란 뜻의 "실린더" 이름을 붙였는 지 이해가 되실겁니다~
먼저 저희가 디스크에 데이터를 저장할 땐 어떤 순서로 저장할까요?
데이터를 저장하는 규칙은
1. 위에서 섹터와 트랙 부분에서 "디스크는 현재 위치에서 순차적으로 근처에 데이터를 저장한다"고 배웠고
2. 엑추에이터의 헤드는 대칭형태로 플래터 양면에 존재한다는 것을 배웠죠. 그러면
이 두 가지를 총 합치면 어떤 식으로 데이터가 저장될까요? 네 예상이 되실겁니다
헤드가 양면에 대칭으로 있으니, 플래터 위 섹터부터 데이터를 채우고
바로 아래 섹터에 데이터를 채운 뒤 옆 섹터로 이동해서 똑같이 위, 아래 순으로
데이터를 저장할 겁니다 기호로 표시하자면
"↑↓ → ↑↓ → ↑↓" 이런 식의 패턴이겠죠.
그림으로 보여드리자면
이렇게 현재 주황색 "섹터"가 속한 "트랙"만 옆에 파란색 3D 고리로 구현했습니다.
그리고 그 고리 위에, 주황색 섹터의 위치를 "1"로 표시했습니다 보이시나요?
이런식으로 주황색 "1번"에 먼저 512바이트 데이터를 저장한 뒤 다음 데이터는 어디에 저장할까요? 네 바로
바로 "반대편 똑같은 위치인 섹터"에 다음 512바이트 정보를 저장 할 겁니다.
왜냐면 헤드가 플래터를 대칭으로 있으니 이런식으로 하면 이동하지 않고 바로
데이터를 위아래 기록하는 거니까요.
그 다음은 플래터가 회전하여 "1번"섹터 옆인
이렇게 "3번" 위치에 다음 512바이트 데이터를 기록하는 겁니다.
그럼 4번째 데이터는 어디에 기록이 될까요? 네 맞습니다. 바로 또 반대편인
섹터에 저장되겠죠!
이렇게 4번으로 표시한 곳 말이죠!
이런식으로 데이터는 "↑↓ → ↑↓ → ↑↓" 이런 패턴으로 디스크 섹터에 저장이 됩니다.
하지만 이건 플래터(Platter)가 1개일 때 이야기죠. 플래터가 2개 이상일 땐 어떤식으로
데이터를 저장해야 할까요?
플래터가 2개 이상이여도 각 헤드들이 가리키는 "플래터의 위치"는 똑같습니다.
말 그대로 높이만 다른거죠.
즉 플래터(Platter)가 2개 이상일 땐 이런순서로 "트랙(Track)의 섹터"에 데이터가 저장이 될 겁니다. "6번"까진 높이만 다른 "섹터"에 저장을 한 뒤 "7번"부터 옆으로 이동해 저장하는 것이죠.
그러면 이런식으로 "관련된 데이터들을 저장할 때의 섹터들"을 색칠해 표시해보면
이런식으로 모양이 만들어질겁니다. 뭔가 어디서 많이 본 모양이지 않습니까?
그렇죠 "원통(Cylinder)"모양이죠? 그래서 이런식으로 "같은 반지름의 트랙들을"
통틀어 "실린더(Cylinder)"라고 합니다.
결국 "섹터"들이 모여 "트랙"이 되고, "트랙"들이 모여 "실린더"가 되는거라
"실린더"도 "플래터(Platter)"의 구성요소이죠. 그런데 왜 "실린더"는 늦게 설명했냐면
실린더를 설명하자니 액추에이터(Actuator)개념이 필요해서
나중에 설명을 한 겁니다.
5. 스핀들 구성(스핀들, 스핀들모터)
스핀들(Spindle)은 "축"이란 뜻이죠, 하지만 사실 진짜 "축"만 있다면 뭘 돌릴 수 없죠.
그렇습니다 사실 "Spindle" 정 중앙에는 "모터(motor)"가 있습니다. 그래서
"모터(motor)"의 힘을 이용해 "플래터(Platter)"를 돌리는 것이죠.
그런데 "스핀들 모터(Spindle motor)"가 플래터를 돌릴 때, 중간 중간 정지를 할까요?
아뇨, 그냥 쉴 틈 없이 플래터를 돌립니다.
플래터는 계속 돌아가고 헤드는 가만히 있다가, 헤드가 필요한 정보가 있는 섹터가 지나가려는 순간! 바로 액추에이터의 헤드가 순식간에 그 섹터에서 정보를 빼가는 겁니다.
그리고 다음에 또 필요한 정보가 있으면 그 정보가 담긴 섹터가 헤드 밑으로 올 때까지 기달립니다.
물론 현재 헤드가 위치한 트랙에 찾는 정보가 없으면 헤드가 움직여야죠.
그래서 액추에이터는 수직으로 이동할 수 있는 겁니다.
그렇게 또 다른 트랙으로 이동한 다음 헤드는 가만히 있다가, 플래터가 회전하여 원하는
섹터가 도달하면 바로 정보를 읽는 것이죠.
말로는 이해가 잘 안되실 텐데, 그냥 회전초밥을 떠올려 봅시다.
즉 회전초밥의 초밥을 돌리는 "트레드밀(Thread mill)"은 "트랙(Track)"인 것이고,
그 "트레드밀을 작동시키는 엔진"이 "스핀들 모터(Spindle motor)"인 것입니다. 그리고
초밥(데이터)이 담겨있는 "접시"는 "섹터(Sector)"인 것입니다.
그리고 그 초밥이 있는 접시를 건드는 "앉아 있는 사람"은 "헤드(head)"인 것이죠.
"헤드(head)인 사람"이 참치초밥을 먹고 싶은데 저~ 멀리 있다고 칩시다.
그렇다고 사람이 직접 가지러 가지 않죠? 그냥 가만히 앉아서 자기 앞으로 참치초밥이 올 때까지 기달릴겁니다.
하지만 만약에 현재 앉은 자리에 새우초밥이 올 일이 없다면, 새우초밥이 있는
라인으로 이동해야겠죠.
디스크도 마찬가지에요. 이런 방식으로 헤드에서 필요한 정보를 또 얻을려면 플래터가
돌아서 자기가 원하는 섹터가 올 때까지 기달려야 하죠.
그리고 원하는 정보가 그 트랙(회전 초밥 라인)에 없다면 다른 트랙으로 이동해야하죠.
이렇게 "헤드(Head)"는 가만히 기다릴 수 밖에 없기 때문에 플래터(Platter)의 회전 속도가 빠르면 헤드(Head)가 빨리 정보를 읽을 수 있겠죠?
회전 초밥에서도 참치 초밥을 먹고싶어서 기달릴 때, 트레드밀 속도가 빠르면 그 만큼 자기에게 빨리 오는 것처럼 말이죠.
이런 이치로, 플래터를 돌리는 "스핀들 모터(Spindle motor)의 속도"가 디스크의 성능을 좌우합니다. 그래서 디스크 성능엔 이것을 항상 표시하는데 모터의 속도는 바로 "RPM(Revolutions Per Minute)"로 표시합니다. "분당 회전률"이란 뜻으로
7000RPM이면 1분에 7000번 회전한다는 것이죠!
아 왜 RPM에서 "R"이 왜 "Revolutions"이냐고요? '그건 혁명이란 뜻 아니냐' 하실 수 있는데
"Revolution"엔 혁명이란 뜻외에도 "회전"이란 뜻이 있어요.
그래서 쏠 때마다 탄창이 회전하는 총을 "리볼버(Revolver)" 라 하는 겁니다.
그렇기에 "RPM이 높을 수록" 하드디스크 내용을 "읽고, 쓰는게 빠르단" 소리고 한 마디로
"빠르단" 소리죠.
6. 총 정리
1. 데이터가 저장되는 디스크의 원반모양은 생긴대로 "플래터(Platter)"라고 한다.
2. 플래터의 가장 작은 단위를 "섹터(Sector)"라고 하고 "전체 디스크를 일정하게 나눈 것 중 하나" 라는 의미로 "섹터"란 이름을 붙인 것이다.
3. 같은 둘레인 섹터들을 "트랙(Track)"이라 부르는데, 링 모양에 "헤드"가 지나치는 길이라
"트랙"이라고 하는 것이다.
4. 모든 플래터의 같은 반지름의 트랙들을 "실린더(Cylinder)"라고 하는데 보면 원통모양이기 때문에 "실린더"라고 하는 것이다.
5. 액추에이터(Actuator)라는 이름대로 전기신호로 움직이는 파츠이며, 길게 뻗어나와 팔 같은 "암(arm)"과 데이터를 읽고 쓰는 시작점인 "헤드(head)"로 이루어져있다.
6. 스핀들(Spindle)은 말그대로 돌아가는 플래터의 중심에 있는 "축"이고, 스핀들 중앙엔 모터(motor)가 있어서 그 모터로 플래터를 돌리는 것이다. 그리고 모터의 회전속도(RPM)이 빠를 수록 하드디스크가 빠르다.
마지막으로 하드디스크가 작동하는 영상을 보면서 복습을 해보시면 좋을 것 같습니다
읽느라 고생하셨습니다 !! 좋아요, 팔로우 클릭과 따뜻한 댓글은 정말 큰 힘이 되어 보다 더 좋은 퀄리티 포스트를 만들 수 있게 해줍니다!!
다음에 더 좋은 퀄리티의 포스트로 찾아뵙겠습니다.
잘봤습니다!! 자주 방문할게요
답글삭제댓글 감사해요! 자주 들러주세요 ㅎㅎ!
삭제SAP BC가 되기위해 OS, DB, NETWORK 관련 지식을 쌓고 있는데 도움이 많이 되고 있습니다!
답글삭제감사합니다!! 건강유의하시고 코로나 조심하세용~ ^^
도움이 되었다니 다행입니다!!! 되려는자님도 코로나 조심하세여~!
삭제정말 좋은 내용이였습니다. 감사합니다.
답글삭제도움이 됐다니 저야말로 감사합니다!
삭제이해가 쏙쏙 됩니다! 질문이있는데요 처음 저장할때 플래터의 어느부분부터 저장이되나요? 중심부 섹터 부터인지 외곽부터인지 아님 랜덤인지 궁금합니다~
답글삭제도움이 돼 다행입니다! 궁금해 하신 플래터 저장 위치와 BIOS의 많은 역할들은 "파일시스템 총 정리 포스트 : https://mamu2830.blogspot.com/2019/10/chs-lba.html"의 1~4까지를 읽어보시면 이해가 되실겁니다!
삭제정말 이해하기 쉽게 쓰셨네여. 좋은 내용 공유 감사합니다!
답글삭제도움이 돼 다행입니다! 힘이 되는 댓글 감사합니다!
삭제이 포스트는 정말 가려운 곳을 확 긁어주네요
답글삭제계신쪽으로 절올리고 싶네요
감사합니다!
어얽... 마음만 감사히 받겠습니다 ㅎㅎ 도움이 돼 다행입니다!
삭제감사합니다 정말 많은 도움이 됐어요!
답글삭제도움이 돼 정말 다행입니다!
삭제최고의 설명입니다. 잘봤습니다.
답글삭제세상에...극찬이네요 하핳.. 도움이 돼 다행입니다!
삭제너무 감사합니다. 진짜 설명맛집.. 감동 LVM 개념을 찾아 들어왔다가 주루룩 읽게 되네요
답글삭제도움이 돼 다행입니다! 하핳.. 다른 글들도 많이 읽어주세요~ !!
삭제재미있게 잘읽었습니다. LVM 데이터 삭제하는법 찾다가 여기까지 오게 됐습니다. 좋은글 감사합니다!
답글삭제도움이 돼 다행입니다! LVM에서 오시게 되는 분들이 많군요!
삭제정말 알기 쉽고 자세히 설명해주셨네요 ! 감사합니다^^
답글삭제도움이 돼 다행입니다!!! 따뜻한 댓글 감사합니다~
삭제자료 감사합니다!!! 정말 너무 이해하기 너무 좋게 정리해주셨습니다.
답글삭제따뜻한 댓글 감사합니다!! 도움이 돼 다행입니닷!
삭제도움이 많이 됐어오
답글삭제도움이 돼 다행입니다!
삭제친절한 설명 감사합니다.
답글삭제도움이 돼 다행입니다! 따뜻한 댓글 감사해요~
삭제재밋고 쉽게 잘 읽고 갑니다.
답글삭제재밌게 잘 보셨다니 다행입니다!
삭제이해가 쏙쏙~ 댓글달고 싶어서 가입(?)했습니다. 매우간단하네요~ 블로그 정독하려고요^^ 감사합니다!
답글삭제댓글을 달아주시기 위해 가입하다니.. 도움이 돼 다행입니다! 다른 포스트들도 꼭 도움이 되길 바랄게요~
삭제비전공자인데 너무 알기 쉽게 설명해주셔서 감동 받아 가입하고 댓글 남깁니다 ㅠㅠㅠ
답글삭제좋은 글 감사합니다!!
세상에 감동까지 받으셨다니 ㅠㅠ 덕분에 보람을 느끼네요! 따뜻한 댓글 감사합니다!!
삭제도움이 아주 많이 되었습니다! 감사합니다.
답글삭제도움이 많이 되셨다니 다행입니다~ 항상 따뜻한 댓글 감사합니다!
삭제너무 잘 읽고 있습니다 도움이 많이 됩니다 혹시 이정도의 저수준에(하드웨어에) 가까운 지식 그리고 이렇게 깊은 지식은 어떻게 얻어야 하는지 궁금합니다 책(대학교재도 무관) 같은 것을 추천 해주실 수 있는지 여쭙습니다
답글삭제음.. 저 같은 경우 학부시절 학교에서 배운 기본 지식으로 생활하다, 문득 갑자기 깊은 의문이 들면 영어로 구글에 검색해서 레딧이나, quora, stack overflow, 외국 기사에서 수 십 가지의 글들을 읽고 나서 제 스타일대로 정리하며 공부하는 편이라서.. 솔직히 따로 하드웨어에 관련된 깊은 지식 책은 추천할 수가 없네요 ㅠㅠ 도움이 못 돼 아쉽습니다.
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