기억 장치

기억 장치

우리는 일상생활에서 필요한 정보를 기억하거나 기록해 두었다가 필요할 때 사용한다. 이처럼

컴퓨터에서도 필요한 작업을 하기 위해 사용자가 명령을 입력하고, 컴퓨터에 의해 처리된 결과를

얻으려면 프로그램과 데이터의 처리된 결과를 기억시키기 위한 장치가 있어야 한다.

 

 1) 기억 장치의 기능

우리가 어떤 문제를 해결하려면 그 문제를 머릿속에 기억한 후 분석하고 검토하여 순서에 따라 해결해

나간다. 이러한 문제들을 컴퓨터를 통해 처리하려면 처리 절자츨 지시하는 프로그램을 작성하고,

처리할 데이터를 기억시킨 다음에 프로그램의 명령에 따라 처리하여 실행 결과를 얻게 된다. 이때

처리하여야 할 프로그램과 데이터를 기억시켜 두는 장치를 기억 장치라고 한다.

 

 2) 기억 장치의 종류와 용도

기억 장치는 일반적으로 처리 속도와 용도에 따라 주기억 장치(Main Memory Unit),

보조 기억 장치(Auxiliary Storage), 캐시 기억 장치(Cache Memory) 등으로 나눌 수 있다.

주기억 장치에는 주로 RAM(Random Access Memory)과 ROM(Read Only Memory)이 있으며,

보조 기억 장치에는 저장 매체에 따라 자기 타이프, 하드 디스크, 광디스크, USB 플래시 메모리 등이 있다.

 

컴퓨터를 이용하여 자료를 처리하기 위해서는 입력 장치를 이용하여 처리할 자료를 입력하는데,

이때 입력한 자료를 저장하는 곳이 주기억 장치이다. 주기억 장치는 중앙 처리 장치에서 실행할

프로그램이나 처리할 데이터를 임시로 저장한느 공간을 말하기도 하며, 입력한 자료나 중앙 처리

장치에서 처리한 겸과를 출력 장치로 내 보내기 위해 자료를 저장하는 공간을 말하기도 한다.

 

주기억 장치는 기억 용량에 한계가 있고, 주기억 장치의 대부분을 차지하는 RAM은 전원 공급이

중단되면 기억된 내용이 모두 지워진다. 그러므로 현재 사용하지 않는 프로그램이나 데이터는

지워지지 않는 별도의 보조 기억 장치에 보관해야 한다. 그 밖의 캐시 기억 장치는 중앙 처리 장치에서

자료를 빨리 처리할 수 있도록 자주 사용되는 프로그램이나 데이터를 일시적으로 저장하는 역활을 하는

장치로, 속도가 빠른 기억 소자로 구성된다.

 

[2] 주기억 장치

주기억 장치에는 주로 기억된 자료를 읽기 위해 사용하는 ROM과 기억된 자료를 읽거나

쓸 수 있는 RAM이 있다.

 

 1) ROM

ROM은 읽기만 할 수 있는 기억 소자로 전원의 공급이 중단되어도 지워지지 않는 비휘발성 메모리

이다. ROM은 전원을 공급하지 않아도 기억도긴 내용이 지워지지 않으므로 기본적인 입출력을

제어하는 프로그램 등의 시스템 소프트웨어를 기억시키는 데 사용한다.

ROM에는 마스크 ROM, PROM, EPROM, EEPROM 등이 있다.

 

  ① 마스크 ROM

마스크 ROM(Mask ROM)은 사용자의 요구에 따라 필요한 내용을 넣어 제조한 것으로, 기억된 내용을

사용자가 지우거나 바꿀 수 없다.

 

  ② PROM

PROM(Programmable ROM)은 사용자가 ROM 기록기를 이용하여 ROM에 자료를 기록하면 변경할

수 없는 기억 장치이다. PROM은 저장된 내용 없이 만들어지며, 사용하려고 하는 목적에 따라 필요한

내용을 단 한 번만 기록할 수 있다.

 

  ③ EPROM

EPROM(Erasable PROM)은 기록한 내용을 몇 번이라도 반복하여 기억 시키고 지울 수 있는 ROM이다.

EPROM에 자료를 저장할 경우에는 ROM소거기를 사용하여 자외선을 쬐어 기억한 내용을 지운 후

저장하여야 한다.

 

  ④ EEPROM

EEPROM(Electrically EPROM)은 EPROM과 같이 기록된 내용을 반복하여 기록을 지울 수 있지만,

EPROM과 달리 전기적으로 내용을 지우기 때문에 먼저 기억된 내용은 지울 필요가 없다.

 

2) RAM

RAM은 정보를 자유롭게 쓸 수 있는 주기억 장치이지만, 휘발성의 특징을 가지고 있어 전원이 끊어지면

기억된 내용이 모두 지워지는 특징이 있다. 컴퓨터에 사용되는 RAM은 DRAM< SRAM 등이 있다.

 

  ① DRAM

DRAM(Dynamic RAM)은 전원이 공급되더라도 일정 시간이 지나면 전하가 방전되므로 주기적인

재충전이 필요하다. 단위 면적당 집적도가 높고 구조가 단순하며 전력 소비가 적어 대부분의 주기억

장치가 이 DRAM을 사용한다.

 

  ② SRAM

SRAM(Static RAM)은 전원이 공급되는 동안 내용이 그대로 유지되므로 재충전이 필요없다.

접근 속도는 빠르나 구조가 복잡하고 전력 소비가 많다.

 

[3] 보조 기억 장치

주기억 장치는 기억 용량에 한계가 있고, 전원 공급이 중단되면 기억된 내용이 모두 지워진다. 그러므로

현재 사용하지 않는 프로그램이나 데이터는 지워지지 않는 별도의 기억장치에 보관해야 하는데, 이러한

용도로 사용하는 장치를 보조 기억 장치라고 한다. 보조 기억 장치는 처리 속도가 주기억 장치보다

느리지만, 주기억 장치에 비해 용량이 크다. 이러한 보조 기억 장치에는 자기 테이프, 하드 디스크,

광디스크, USB 플래시 메모리 등이 있다.

 

 1) 자기 테이프

자기 테이프(Magnetic Tape)는 플라스틱 테이프의 표면에 자성 물질을 입힌 것으로 기억된 순서에

따라 내용을 읽는 순차 접근만 가능한 보조 기억 장치이다. 접근 속도는 느리지만 용량에 비해

가격이 저렴하여, 보관할 데이터가 많은 대형 컴퓨터의 보조 기억 장치로 주로 사용한다.

 

 2) 하드 디스크

하드 디스크는 자성 물질을 입힌 딱딱한 알루미늄 원판을 기록 매체로 사용하여 정보를 기록하는 보조

기억 장치이다. 하드 디스크는 회전하는 디스크판 위로 헤드가 움직이면서 디스크 표면에 데이터를

기록하거나 읽는다. 원판이 두꺼워서 휘어지지 않기 때문에 하드 디스크라는 이름을 사용한다.

트랙(Track)은 디스크를 따라 동심원 모양으로 그려진 것으로 데이터가 기록되는 영역이고,

섹터(Sector)는 트랙을 일정하게 나눈 구역으로 데이터를 읽고 쓰는 기본 단위가 된다.

 

 3) 광디스크

광디스크는 레이저 광선과 같은 미세한 빛을 사용하여 자료를 기록하거나 읽어내는 대용량의 보조

기억 장치로, 자성 물질을 이용하는 기록 매체에 비하여 자료의 안정성이 높고 대용량의 자료를

저장할 수 있다. 광디스크에 자료를 기록할 때는 금속 표면에 레이저 광선을 사용하여 작은 홈을

파서 기록하고, 반대로 자료를 읽어 올 때는 레이저 광선을 통하여 금속 표면에 뚫려 있는 홈을

인식하여 판독한다.

광디스크는 주로 영화나 애니메이션 등과 같은 대용량을 저장하는 데 적합하며, 대표적이니 것으로는

CO-ROM, CO-RW, DVD 등이 있다. CD-ROM이 한 번만 쓸 수 있는데 반해, CD-RW는 하드 디스크처럼

쓰기와 지우기를 여러 번 반복하여 사용할 수 있다. DVD는 많은 저장 용량을 필요로 하는 비디오 및

오디오 등의 멀티미디어 자료를 저장하기 위한 디지털 저장 매체이다. DVD의 표준 방식은 4.7GB 이상

으로 CD-ROM보다 7배가량 많은 자료를 저장할 수 있다.

 

 4) USB 플래시 메모리

USB 플래시 메모리(Flash Memory)는 USB 포트에 꽂아 쓰는 보조 기억 장치로, 플래시 메모리를

이용한 이동형 저장 장치이다. 저장 용량에 따른 종류에는 수십 GB까지 다양하며, 크기가 매우 작아

휴대하기도 간편하다. 따라서 큰 용량의 파일을 가지고 다닐 때나 파일을 옮길 때 편리하다.

 

[4] 캐시 기억 장치

캐시 기억 장치는 중앙 처리 장치에 자주 사용하는 자료를 원활하게 전송할 수 있도록 제작된

고속의 특수 기억 장치이다. 중앙 처리 장치의 처리 속도는 매우 빠른 데에 비하여, 처리에 필요한

프로그램과 데이터를 주기억 장치로부터 가져오는 속도는 느리므로, 중앙 처리 장치의 효율을

높이고 시스템 전체의 성능을 향상시키기 위하여 고안되었다. 이러한 캐시 기억 장치의 종류에는

내부 캐시와 외부 캐시가 있으며 이중 내부 캐시는 중앙 처리 장치에 내장되어 있는 것으로 용량이

작고, 외부 캐시는 중앙 처리 장치와 별도로 설치되어 있는 것으로 내부 캐시에 비해 용량이 크다.

 

◈ ROM의 종류별 특징

마스크 ROM : 제작 회사에서 제조 시 데이터를 미리 기억시킨 것으로, 기억된 내용을 삭제할 수 없다.

PROM : 사용자가 ROM 기록기를 이용하여 기록하며, 단 한 번만 기록이 가능하다.

EPROM : 자료는 자외선을 이용하여 삭제하고, 여러 번 기록이 가능(기존 데이터 삭제후 기록)하다.

EEPROM : 자료를 전기적으로 삭제하고, 여러 번 기록이 가능하다.