운영체제 12강 :: 저장장치, 디스크 스케줄링

운영체제에서 기억하고 싶은 내용

 

 

저장장치의 종류

순차 접근 저장장치, 직접 접근 저장장치

 

 

순차접근 저장장치

데이터를 순차적으로 읽고 쓰는 저장 장치

테이프로 되어 있어 접근 시간이 오래 걸린다

대용량 데이터 백업용으로 사용

 

 

직접 접근 저장장치

저장 위치를 직접 찾아서 데이터를 읽고 쓰는 저장장치

'임의 접근 저장장치'라고도 한다

자기 디스크, 광디스크, SSD에 사용된다

 

자기 디스크

디스크 표면에 자성의 성질을 변화시켜서 데이터를 읽거나 쓴다

이를 위해 트랙, 헤더, 암, 고정장치 등 부품이 있다

 

SSD

전력 공급이 없어도 데이터가 안지워지는 메모리 이용한다

자기 디스크보다 훨씬 속도가 빠르고, 모터를 돌리지 않기에 전력 소모도 적다

비싸지, 가격이 쎄고 수명이 짧다

노트북 같은 곳에는 좋을 듯 크기도 작아서

 

 

디스크 스케줄링

디스크 접근 요구를 효율적으로 처리하기 위한 작업

 

디스크 접근 요구란?
디스크에서 데이터를 읽거나 쓰는 요구

 

프로세스들의 요구를 디스크 큐에 두고 관리한다

기계적 동작이 최소화 되도록 디스크 큐로 재배열

 

디스크 접근 요구 처리 시간

탐구시간 + 회전지연시간 + 전송시간

• 탐구시간: 암을 움직여서 트랙을 찾아가는 시간
• 회전지연시간: 디스크를 원하는 지역으로 돌리는 시간
• 전송시간: 돌리면서 실제 데이터를 읽는 시간

즉 위의 시간을 줄이면 효율적으로 관리가 가능

이 중에 향상 가능성이 가장 있는 것은 탐구시간이다

 

두부분의 디스크 스케줄링 알고리즘은 탐구시간 최적화에 맞춰져 있다

회전을 시키는 회전 지연 시간 같은 것은 금방이라

 

 

디스크 스케줄링 알고리즘

1. FCFS(First Come First Served)

먼저 도착한 접근 요구가 먼저 서비스를 받는 알고리즘

간단!

 

장점

• 공평하다

단점

• 순서에 따라 탐구시간이 차이가 크다
• 디스크 부하가 높을수록 응답시간이 길어질 수 있다

 

 

2. SSTF(Shortest Seek Time First)

매 순간 탐구시간이 가장 짧은 접근 요구부터 처리한다

 

장점

• FCFS 스케줄링보다 처리량, 평균응답시간 개선
• 일괄처리 운영체제에 적합

단점

• 양 끝 쪽에 위치한 트랙에 대한 접근 요구는 기아상태 발생 가능하다
• 왜냐하면 새로운 요구가 들어오면 가까운데로만 갈테니까
• 트랙 위치에 따라 응답시간 편차가 크다
• 시분할 운영체제에 부적합

 

 

3. SCAN 스케줄링

양 끝 트랙을 왔다갔다 하면 진행방향의 가장 가까운 접근 요구 먼저 처리

 

장점

• SSTF 스케줄링의 응답시간 편차를 어느정도 개선

단점

• 새로운 요구가 진행방향의 앞이냐 뒤냐에 따라 응답시간 편차 발생
• 양 끝 트랙은 헤드가 한 번 왕복할 때 한 번의 서비스 기회가 있다

 

 

4. C-SCAN(Circular) 스케줄링

한쪽 방향으로만 가장 가까운 접근 요구 먼저 처리

 

장점

• 양 끝 트랙에 대해 공평
• 응답시간 편차가 매우 작다

단점

• 불필요한 이동이 많다

 

 

5. LOOK 스케줄링

SCAN 스케줄링처럼 이동하다가 진행방향에서 접근 요구가 없으면 방향을 바꾼다

 

 

6. C-LOOK 스케줄링

C-SCAN 스케줄링처럼 이동하다 진행방향에서 접근 요구가 없으면 방향 바꿔서 가장 먼 접근 요구 트랙까지 이동

 

 

7. SLTF(Shortest Latency Time First) 스케줄링

여기서 유일한 회전 지연 방식 최적화 방법

동일 트랙(실린더)의 여러 섹터에 대해 회전 지연 시간이 가장 짧은 것을 먼저 처리

높은 부하 상태에 유용(같은 실린더에 요구가 많을 때)

 

 

파일 관리

파일 생성, 삭제, 수정

파일 접근 제어

파일에 의해 사용되는 자원 관리

 

파일 관리자의 요소

• 액세스 방식: 저장된 데이터에 어떻게 접근할까
• 파일 관리: 저장, 참조, 공유, 안전하게 보호
• 보조기억장치 관리: 필요한 공간 할당
• 파일 무결성 유지: 파일의 정보를 변경을

 

 

파일의 접근 방식

1. 순차 파일

물리적 순서에 따라 저장

순차접근 저장장치에 많이 이용

 

2. 인덱스된 순차 파일

순차접근과 직접접근 모두 가능

 

 

디스크 공간 할당

연속 할당 기법

보조기억장치의 연속된 가용공간에 저장공간 할당

필요한 공간 크기 미리 정해야 한다

 

장점

• 액세스 효율정
• 디렉터리 구현 단순

단점

• 외부 단편화

 

불연속 할당 기법

섹터 또는 블록 단위로 공간 할당

포인터를 이용해서 블록들 연결

 

장점

• 단편화 문제 해결
• 파일 확장 문제 해결
• 좀 더 유연한 방법

단점

• 파일공간분산 으로 성능저하
• 포인트 관리 위한 연산 및 공간 소비