12. 디스크 관리와 스케줄링
Disk Structure
- Logical block: 디스크 외부에서 보는 정보 저장 공간 단위
- Sector: Logical block이 물리적인 디스크에 매핑된 위치
Disk Management
- Physical formatting (Low-level formatting)
디스크를 컨트롤러가 읽고 쓸 수 있도록 섹터들로 나누는 과정
sector = header + 실제 data + trailer - Partitioning
디스크를 하나 이상의 실린더 그룹으로 나누어 OS에서 독립적 disk로 취급 (logical disk) - Logical formatting
파일 시스템을 만드는 것 (FAT, inode, free space) - Booting
ROM에 있는 small bootstrap loader 실행
OS를 디스크에서 load하여 실행
Disk Scheduling
- Access time
- Seek time: 헤드를 해당 실린더로 움직이는데 걸리는 시간
- Rotational latency: 헤드가 원하는 섹터에 도달하기까지 걸리는 회전 지연 시간
- Transfer time: 실제 데이터의 전송 시간
- Disk bandwidth: 단위 시간 당 전송된 바이트의 수
- Disk Scheduling: seek time(=seek distance)을 최소화
Disk Scheduling Algorithm
- FCFS (First Come First Served): 들어온 순서대로 처리
- SSTF(Shortest Seek Time First): 현재 위치에서 가장 가까운 곳 부터 처리
starvation 문제 - SCAN: disk arm이 디스크의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝으로 이동하며 가는 길목에 있는 모든 요청을 처리, 끝에 도달하면 역방향으로 이동
실린더 위치에 따라 대기 시간의 편차가 발생하는 문제 - C-SCAN: SCAN 방식을 사용하지만 다른 쪽 끝에 도달하면 곧바로 출발점으로 다시 이동
SCAN 보다 균일한 대기 시간을 제공 - N-SCAN: arm이 한 방향으로 움직이기 시작하면 그 시점 이후의 요청은 처리하지 않고 되돌아올 때 처리
- LOOK, C-LOOK: LOOK과 C-LOOK은 헤드가 진행하다가 그 방향에 더 이상 기다리는 요청이 없으면 헤드의 이동방향을 즉시 반대/출발점으로 이동
Disk Scheduling Algorithm의 결정
LOOK, C-LOOK 등이 일반적으로 디스크 입출력이 많은 시스템에서 효율적
File의 할당 방법에 따라 디스크 요청이 영향을 받음
Swap-Space Management
Swap-space
- Virtual memory system에서는 디스크를 memory의 연장 공간으로 사용
- 별도 partition 사용하는 것이 일반적
공간 효율성 < 속도 효율성
일반 파일보다 짧은 시간 존재, 자주 참조
block의 크기 및 저장 방식이 일반 파일 시스템과 다름
RAID
RAID (Redundant Array of Independent Disks): 여러 개의 디스크를 묶어서 사용
- 디스크 처리 속도 향상
여러 디스크에 분산 저장 → 병렬적으로 읽어 옴 (interleaving, striping) - 신뢰성 향상
동일 정보를 여러 디스크에 중복 저장
디스크 고장 시 다른 디스크에서 읽어옴 (mirroring, shadowing)
일부 디스크에 parity를 저장해서 공간 효율성 높임
