디지털 포렌식 전문가 2급 필기 (하드디스크 드라이브의 이해)

DMA

하드 디스크 같은 특정 하드웨어가 CPU의 개입 없이 독립적으로 컴퓨터 메모리에 접근할 수 있도록 해주며,
이를 통하여 CPU의 작업 수행을 방해하지 않고 I/O 자료 전송을 수행할 수 있는 기술

 

하드 디스크에 대한 설명

- 디스크에 저장된 데이터를 찾는 데 걸리는 시간을 접근 시간이라 한다
- 디스크 컨트롤러는 캐쉬는 활용하여 읽기와 쓰기 시간을 모두 향상시킨다
- 순차 I/O 방식의 임의 I/O 방식보다 데이터를 더 빨리 처리할 수 있다
- 다수의 플래터를 사용할 경우, 각 플래터의 동일한 트랙을 실린더라고 한다
- 하드디스크는 플래터 표면 상에 있는 자화물질을 자화시켜 정보를 기록한다
- 디스크 동작을 완료하는데 걸리는 시간에는 하드디스크의 탐색시간(seek time)과
  회전대기시간(Rotation latency), 디스크 드라이브에서 디스크 컨트롤러로 데이터를 전자적으로 전송하는 시간    이 포함된다
- 트랙은 물리적으로 디스크 시스템에 데이터가 저장되거나 판독되는 단위이다
- 표면은 디스크 원반에는 동일한 반지름을 갖는 트랙들의 집합으로 가상의 논리적인 데이터 단위이다
- 디스크 원반은 자성체를 입힌 원판의 양면에 자성 물질을 입혀 데이터를 기록할 수 있는 휘발성 기록매체이다

대량의 데이터를 하드 디스크 드라이브에 순차적으로 저장할 때 실린더 단위로 저장한다 ( X )
하드 디스크는 random access I/O 장치로서 용량이 클뿐만 아니라 데이터 I/O 속도도 빠르다는 장점 ( X )
지정된 섹터가 헤드 아래에 도착할 때까지 기다리는 시간을 탐색시간이라 한다 ( X )

[디스크 동작을 완료하는데 걸리는 시간]

- 트랙으로 이동하는데 걸리는 탐색시간 (Seek time)
- 데이터를 헤드 아래로 회전시키는 회전대기시간 (rotation latency)
- 디스크 드라이브에서 디스크 컨트롤러로 데이터를 전송하는 시간

위 3개의 총합

 

 

디스크 접근 시간

- 탐색시간은 헤드를 해당트랙으로 이동하는데 걸리는 시간이다
- 회전지연 시간은 데이터가 포함된 섹터가 헤드 아래로 회전되어 올때까지의 대기시간이다
- 데이터 전송시간은 읽거나 쓸 데이터를 전송하는 시간이다

포메팅시간은 디스크의 트랙과 섹터를 형성하는 시간이다 ( X )

 

디스크 헤드가 지정된 실린더를 찾아간 후에 헤드는 섹터 번호에 따라 지정된 섹터가 헤드 아래에 도착할 때까지
기다리게 되며 이에 필요한 시간을 회전 지연 시간(rotational latency time)이라 한다
디스크의 분당 회전수가 5,400 rpm일 때 회전 지연 시간은 무엇인가?

r = 1/2 * (1회전시간), r(rotational latency time)

5.56 ms

회전 지연 시간 구하기

 

 

엘리베이터 정렬

- RAID 컨트롤러는 임의 탐색을 보다 효과적으로 처리하기 위해 엘리베이터 정렬을 지원한다
- I/O성능 향상을 위해 디스크 컨트롤러에는 컨트롤러 캐쉬가 존재하며, 컨트롤러 캐쉬는 미리 읽기(Read-ahead) 를 지원한다
- 대량의 데이터 요청 시 요청된 데이터 외에 다음 데이터의 일부도 같이 가져가는 작업을 수행한다


엘리베이터 정렬은 다중 I/O가 컨트롤러에 큐잉될 때 이동을 최대화하기 위해 정렬된다 ( X )

일반적으로 말하는 하드디스크 시스템이란 데이터의 저장매체인 디스크 팩(disk pack)과 이 디스크 팩에 데이터를 저장하거나 저장된 데이터를 판독하는 구동 장치인 디스크 드라이브(disk drive)를 통틀어 일컫는다.
다음 중 디스크 드라이브의 구성요서로 옳지 않은 것은?

- 스핀들(Spindle)
- 붐(Boom)
- 암(Arm)

- 섹터(Sector)

 

실린더 (Cylinder)

하나의 디스크 팩에서 같은 반지름을 갖는 트랙들의 집합을 ( 실린더 )라 한다. 
일반적으로 디스크 시스템에 대량의 데이터를 순차적으로 저장할 때 ( 실린더 ) 단위로 저장하게 된다

 

하드디스크 드라이브 관련 설명 중 옳은 것은

- 하드디스크 드라이브에 저장되는 데이터는 0,1 두 가지 디지털 신호에 의해 이루어진다
- 자기장의 밀도 변화를 측정하는 헤드(head)가 플래터 위의 일정한 간격을 지나치는 동안 자기장의 극성이
  변화하면 1, 그렇지 않으면 0으로 인식한다
- I/O 성능 향상을 위해 버퍼 역할을 하는 캐쉬메모리가 존재한다
- 회전 대기 시간 중에는 데이터를 읽고 쓰지 못하기 때문에 시간이 짧을수록 좋다
- 디스크 슬라이더가 요청된 데이터를 가지고 실린더로 이동하는 시간을 탐색시간(seek time)이라 한다
- 디스크 I/O 완료에 걸리는 시간은 요청된 I/O가 순차 방식인지 임의 방식인지에 따라 영향을 받으며 
순차적 I/O성능은 평균 탐색시간에, 임의 I/O 성능은 트랙 간 탐색시간에 의해 좌우된다

외부환경에 따라 먼지 등이 유입되더라도 영향이 적다 ( X )
디스크의 회전 대기 시간은 길수록 좋다 ( X )
하드디스크 드라이브의 평균회전 대기 시간은 디스크의 용량에 비례한다. ( X )
디스크가 데이터를 읽을 수 있는 위치로 회전하는데 걸리는 시간을 회전 대기시간(rotational latency)이라 한다

 

 

탐색 시간 (Seek time)

하드디스크 시스템에서 데이터 접근시간(Data Access Time)에 가장 큰 비중을 차지하는 것

 

디스크 접근 시간(Disk Access Time)

- 디스크의 헤드를 필요한 실린더로 이동시키는 것을 탐색(Seek)과정이라고 한다
- 지정된 섹터가 헤드 아래에 도착할 때까지 기다리는 시간을 회전 지연 시간(Rotational Delay)이라 한다
- 헤드가 동작을 시작하여 해당 섹터를 읽어 전송하는데 필요한 시간을 데이터 전송시간(Data Transmission       Time) 이라 한다

데이터 접근 시간 중 가장 큰 비중을 차지하는 부분을 데이터 전송 시간이다 ( X )