블록 (컴퓨팅)
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1. 개요
블록(컴퓨팅)은 컴퓨터 시스템에서 데이터를 저장하고 관리하는 데 사용되는 고정 크기의 데이터 덩어리를 의미한다. 디스크 블록은 파일 시스템에 따라 디스크를 구획하는 단위로, 부트 블록, 슈퍼 블록, 파일 제어 블록(FCB) 등이 있다. 메모리 블록은 RAM에서 데이터를 저장하고 관리하는 단위이며, 메모리 관리자가 메모리를 할당하고 해제하는 데 사용된다. 블록 기반 추상화는 외부 기억 장치를 동일하게 다루기 위해 사용되며, 운영체제와 DBMS에서 블록 단위로 데이터를 처리한다. 플래시 메모리에서는 블록이 최소 소거 단위로 사용되며, NAND 플래시 메모리에서는 쓰기 접근 단위인 페이지보다 크다.
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| 블록 (컴퓨팅) | |
|---|---|
| 자료 저장소 블록 | |
| 유형 | 자료 구조 |
| 분야 | 컴퓨터 과학 |
| 관련 | 파일 시스템 데이터베이스 볼륨 관리자 |
| 개요 | |
| 설명 | 자료 저장소에서, 블록 또는 물리적 레코드는 자료를 저장하는 연속적인 바이트들의 순서이며, 일반적으로 정의된 최대 크기를 가진다. 각 블록은 하나 이상의 섹터로 구성된다. 자료 블록은 자료 스트림을 블록 크기로 읽어와 대부분 버퍼로 사용될 수 있다. |
| 예시 | |
| 예시 | 블록은 자료 스트림을 블록 크기로 읽어와 대부분 버퍼로 사용될 수 있다. 일부 파일 시스템에서는 파일 내용이 동일한 크기의 블록들로 나뉜다. |
| 특징 | |
| 특징 | 블록은 자료 저장의 기본적인 단위이다. |
| 관련 개념 | |
| 관련 개념 | 논리 블록 주소 블록 장치 파일 시스템 데이터베이스 볼륨 관리자 |
| 크기 | |
| 크기 | 블록 크기는 파일 시스템에 따라 다르며, 512바이트에서 4096바이트까지 다양하다. |
| 용도 | |
| 용도 | 자료 저장, 자료 스트림 버퍼링 |
2. 디스크 블록
디스크 블록은 파일 시스템에 따라 나뉘는 디스크의 구역을 의미한다.
- 부트 블록
: 디스크의 가장 첫 번째에 위치하는 블록으로서 운영 체제를 구동하기 위한 정보를 가지고 있다.
- 슈퍼 블록
: 파일 시스템과 관련된 정보들이 저장된 곳을 알려주는 메타 자료가 기록된 블록이다. 이 자료가 손상되면 치명적이기 때문에 일반적으로 여러 곳에 사본을 저장하여 둔다.
- 파일 제어 블록(FCB)
: 파일에 연관된 구체적인 정보들이 기록된 블록이다.
2. 1. 부트 블록
파일 시스템에 따라 나뉘는 디스크의 구역 중 하나인 부트 블록은 디스크의 가장 첫 번째에 위치하는 블록으로서 운영 체제를 구동하기 위한 정보(부트스트랩 코드)를 가지고 있다. 시스템 부팅 과정에서 가장 먼저 읽히는 블록이다.2. 2. 슈퍼 블록
슈퍼 블록은 파일 시스템과 관련된 정보들이 저장된 곳을 알려주는 메타 자료가 기록된 블록이다. 파일 시스템의 종류, 크기, 블록 크기 등의 정보가 포함된다. 이 자료는 파일 시스템의 무결성을 유지하는 데 중요하여, 손상 시 데이터 접근이 불가능해질 수 있다. 따라서 일반적으로 여러 곳에 복사본을 저장하여 둔다.2. 3. 파일 제어 블록 (FCB)
파일 제어 블록(FCB)은 파일에 대한 구체적인 정보(파일 이름, 크기, 위치, 접근 권한 등)를 담고 있는 블록이다. 파일 시스템이 파일을 관리하고 접근하는 데 사용된다.3. 메모리 블록
메모리 블록은 주기억장치(RAM)에서 데이터를 저장하고 관리하는 단위이며, 메모리 관리자가 메모리를 할당하고 해제하는 데 사용된다.
4. 블록 기반 추상화
컴퓨터에 연결되는 외부 기억 장치에는 바이트나 비트 단위로 데이터를 읽고 쓰기가 불가능하거나, 성능이 극도로 떨어지는 경우가 있다. 이러한 외부 기억 장치에서는 어느 정도 묶인 고정 길이의 데이터 덩어리 단위로 접근을 수행하며, 이 고정 길이는 디스크 섹터, 또는 블록 등으로 불린다. 9인치 자기 테이프, 플로피 디스크, HDD, 광 디스크, NAND형 플래시 메모리 등은 고정 길이 단위로 데이터를 저장한다.
일부 운영체제나 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)에서는 이러한 장치를 추상화하여 동일하게 다루기 위해 블록이라고 부르는 고정 길이의 데이터 구조체를 준비하여, 블록 단위로 각 기억 장치에 접근을 수행한다. 블록 크기는 일반적으로 각 기억 장치의 접근 단위보다 크게 설정된다.
5. 운영체제와 블록 장치
대부분의 파일 시스템은 블록 장치 위에 구축된다.[1] 블록 장치는 데이터를 블록 단위로 조작할 수 있는 하드웨어를 추상화한 것이다.[1] 파일 시스템에서의 블록 크기는 각 장치의 최소 접근 단위의 정수 배수인 경우가 많다.[1] 구형 파일 시스템에서는 1개의 블록에 1개의 파일의 일부만 저장된다.[1] 파일의 크기는 반드시 블록 크기의 정수 배가 아니기 때문에, 파일의 마지막 부분을 저장하는 블록에는 반드시 사용하지 않는 영역(slack space)이 존재한다.[1] slack space는 파일 크기가 균등하게 분포한다고 가정하면, 평균적으로 합계하면 파일의 개수 × 0.5 × 블록 크기가 미사용 상태가 된다.[1] 블록 분할 할당이나 꼬리 병합(tail merging)과 같은 기술로 이 문제에 대처하고 있다.[1]
6. DBMS와 블록
데이터베이스는 파일 시스템 위에 구축할 수도 있지만, DBMS가 직접 블록형 기억 장치를 조작하는 편이 성능이 좋고, 문제 발생 시의 복구도 용이하다. DBMS가 기억 장치와 데이터의 교환을 수행하는 최소 단위를 블록 또는 페이지라고 부른다.
7. 플래시 메모리의 블록
플래시 메모리는 고성능화 및 소면적 구현을 위해, 일정 수의 메모리 소자의 소거 게이트를 공유하는 구조를 가진다. 이 최소 소거 단위를 블록이라고 한다.[2] NAND 플래시 메모리에서는 쓰기 작업도 고정 길이로 수행된다. 이 쓰기 접근 단위는 페이지라고 불리며, 블록보다 작다.[2] 예를 들어 2008년에 발표된 도시바의 1Gbit NAND 플래시 메모리에서는, 페이지 크기는 512+16B, 블록 크기는 32KB이다.[2]
참조
[1]
문서
この仮定は、一般的に言ってほぼ怪しい。大抵はごく小さいサイズのファイルが多数あり、大きなファイルはどんどん少数になるように分布しているだろう。
[2]
뉴스
東芝、1GbitのNAND型フラッシュメモリーをサンプル出荷
http://ascii24.com/n[...]
ASCII24
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