Harvard CS50_기억장치

Harvard CS50 Class

※ Chapter 1. 컴퓨터와 컴퓨팅

2. 기억장치

※ 들어가기전에

- 우리는 컴퓨터를 통해 수없이 많은 자료를 저장하기도 하고 불러오기도 함

- 그렇다면 컴퓨터는 이처럼 수많은 자료를 어떻게 저장하고 기억하는 것일까?

- 컴퓨터가 자료를 담아두는 기억장치의 종류와 특징에 대해 이해하기

※ 학습 목표

- 컴퓨터에 쓰이는 기억장치의 의미를 정확하게 이해

- 기억장치의 종류를 알고, 각각의 크기와 속도를 비교해

※ 핵심 개념

- 기억장치

- RAM

- 캐시

- 가상 기억장치

※ 기억장치

- 컴퓨터가 계산을 수행하기 위해 비트와 바이트 형태로 기억장치에 저장할 수 있어야함

- 컴퓨터가 나중에 데이터를 검색할 수 있도록 보관함

- 기억장치는 종류마다 서로 다른 속도를 내고, 내부에 저장할 수 있는 양에 차이가 있음 (서로 다른 장단점을 가지고 있음)

※ CPU

- CPU는 용량이 매우 큰 파일이나 데이터를 처리해야 하지만, 한번에 32 또는 64bit 의 블록 단위로 굉장히 적은 양의 데이터를 조작하고 계산

- 중앙처리장치는 이러한 비트들을 굉장히 빠른 속도로 처리

※ 하드디스크

- 하드디스크(HDD)는 CPU보다 훨씬 많은 양의 데이터를 저장할 수 있음

- 근래의 하드디스크는 기가바이트나 테라바이트 단위의 데이터를 저장할 수 있음

- 엄청나게 많은 양의 데이터를 기억장치에 저장할 수는 있지만, 데이터를 읽고 쓰는데에 많은 시간이 소요됨

※ RAM

- CPU와 하드디스크 중간에 있는 것이 임의 접근 기억장치 (RAM)

- RAM은 하드디스크보다 훨씬 빠르게 데이터를 읽고 쓸 수 있음

- 실행 중인 프로그램이나 열려 있는 파일들이 더 빨리 접근될 수 있도록 메모리를 저장하는데 쓰임

※ CPU 캐시, 하드디스크, RAM

※ L1, L2, L3 캐시

- RAM 보다 더 빠르게 정보를 읽고 쓰는 더 작은 단위의 기억장치들도 있음. 그러나 기억장치 용량이 더 작음=> L1, L2, L3 캐시

- L1 캐시가 이 셋 중에서 가장 작고 빠르며 중앙처리장치(CPU)가 재빨리 받아 처리할 수 있도록 몇 킬로바이트의 데이트만 저장

- L2 캐시는 L1 캐시보다 조금 크지만 그만큼 더 느림

- L3 캐시는 보통 몇 메가바이트를 저장함. 셋 중 가장 크지만 가장 느림. 그래도 L3 캐시는 RAM보다 빠름

※ 타협점

- 속도가 빠른 기억장치는 용량이 작은 경향이 있음

- 속도가 빠른 기억장치는 각 용량 단위 가격이 더 비쌈. 예를 들어 RAM 의 1GB 가격이 하드디스크의 1GB 가격보다 더 비쌈

- 컴퓨터에서 여러 프로그램을 실행하기 위해서는 운영체제와 프로그램이 동시에 실행시켜야 하는데 이 때 RAM을 사용함.

- 너무 많은 공간의 RAM 사용시 근래 운영체제는 가상 기억장치 라는 것을 써서 일시적으로 데이터를 RAM에서 하드디스크로 옮기고 사용자가 필요로 할 때 다시 정보를 불러옴