IT 지식/CS 기초
HDD, SSD와 파일 시스템
Security Engineer
2024. 8. 4. 00:15
주 기억장치 공간은 '일련번호'로 관리한다
- 주 기억장치(RAM)는 메모리 관리 시 '일련번호'로 관리한다. = 메모리 주소
- 메모리 ≒ Excel
- 일련번호:공간 ≒ C열 3행
HDD의 논리적 구조
- 트랙(Track)번호와 섹터(Sector)번호를 붙여 관리한다. = 파일(File)
- Track:Sector → 아파트의 몇 동 몇 호
- Sector에 정보를 적는다. (RW - 읽기/쓰기)
- 같은 Sector에 정보를 반복적으로 적으면 Overwrite라고 한다.
- Overwrite가 지속되어 RW(읽기/쓰기)가 불가능한 Sector는 Bad Sector라고 한다. (대략 10만번)
- Bad Sector는 손상되어 물리적으로 사용이 불가능한 Sector이다.
- Sector 1개당 용량 = 약 512 Bytes
- SSD는 HDD와 다르게 칩으로 형성되어 있으며, 디스크 조각 모음이 필요없다. → 속도 빠름
디스크 조각 모음의 의미
Sector 용량보다 저장 용량이 작은 경우
- 1개 Sector의 용량은 약 512 Bytes이다.
- 100 Bytes를 사용하게 되면, Sector 1개에 일부분을 사용하지만 1개 Sector 전체를 사용한 것과 같다.
- 100 Bytes를 제외한 Sector의 나머지 부분은 채워지지 않아도 1개 Sector 전체를 사용한 것으로 간주한다.
- 다음 정보 저장 시 다른 Sector에 적는다.
Sector 용량보다 저장 용량이 큰 경우
- 1개 Sector의 용량은 약 512 Bytes이다.
- 512 Bytes를 초과하는 정보를 저장하게 되면 기존 Sector를 넘어서 다음 Sector에 저장하게 된다.
- 만약 다음 Sector에 기존에 다른 정보가 저장되어 있는 경우, 다른 Track의 Sector에 정보를 저장하게 된다. (워프)
- 정보 저장 시 동일 Track에 Sector가 연속적으로 저장될 수 없는 경우, 다른 Track의 Sector로 정보가 분산되어 저장된다.
- 예시) 정보 저장 시 (Track:Sector) 5:1 에 정보를 저장하는데, 저장하려는 정보가 512 Bytes를 초과하여 다음 Sector인 5:2 에 저장을 시도한다, 기존에 5:2에 저장된 정보가 있는 경우 빈 Track의 Sector(예시 7:5)를 찾아서 저장한다.
- 이런 경우가 디스크가 조각나 있는 경우이며, 입출력의 성능이 저하된다. (속도 저하)
디스크 조각 모음
- 기존 Track의 Sector에 있는 정보들을 다른 Track의 Sector로 이동시킨다.
- 다른 Track의 Sector에 있는 정보들을 동일 Track으로 이어서 붙여준다.
- 디스크 1회 회전 시, 한번에 정보를 읽을 수 있게 되어 입출력 성능이 향상된다. (속도 상승)
파일이 저장되는 방법 (파일 시스템)
- 윈도우 파일 시스템 = NTFS
- Track:Sector:파일명 형식으로 파일 시스템이 구성되며, 이를 FAT(File Allocation Table)라 한다.
- 7:3:abcd.txt
- 0번 Track 0번 Sector = MBR(Master Boor Record) → 운영체제 부트로더 코드가 저장되어 있다.
- 부팅 → 컴퓨터 전원 on 시, MBR을 참조하여 운영체제 부트로더 코드를 찾아서 실행
파일을 삭제한 경우
| Track | Sector | 파일명 | Delete |
| 7 | 3 | abcd.txt → ##cd.txt | ✓ |
| 6 | 2 | zxcv.jpg |
- 파일을 삭제한 경우, 파일명의 일부를 #으로 변경 후 Delete라는 컬럼에 체크 표시를 하여 삭제 여부를 구분한다.
- 실제로 디스크에서 완전히 지워지지 않는다. (지워졌다고 표시만 한다.)
- 하드디스크 복원 → FAT의 정보를 분석하여 삭제된 데이터의 Track과 Sector를 찾아서 복사하여 파일을 복원한다.
- FAT라는 관리 체계에서 삭제되었다고 표시만 됐을뿐, 실제로는 삭제되지 않았으므로 복원이 가능하다.
포맷(Format)
- 기존의 파일 시스템을 변경
- exFAT, FAT32 등의 형식에서 NTFS 형식으로 파일 시스템을 변경하는 경우
- 빠른 포맷이란 기존의 파일시스템의 메타데이터 삭제 후, 데이터는 그대로 있는 상태에서 파일 시스템 종류만 변경
- 메타데이터(메타정보): 파일 이름, 파일 위치, 파일 크기, 파일 유형 등의 정보
- 데이터: 해당 파일의 실제 데이터들이 담겨있음
- 빠른 포맷을 하면 기존 데이터가 있는 공간은 빈 영역으로 간주되어 새로운 데이터를 저장하면 기존 데이터 위에 Overwirte한다. (덮어쓴다.)
- 일반 포맷이란 전체 Track과 Sector를 0으로 Overwrite 한다.