광 저장장치

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory)

제조 방법 : 폴리카보네이트(polycarbonate) 평판 상부를 알루미늄 코팅

정보 저장 : 고강도(high-intensity) 레이저를 이용하여 표면상의 미세 피트(microscopic pit)들에 정보를 기록

정보 검색 : 저전력 레이저를 이용하여 미세 피트들로부터 반사되는 빛의 강도에 의해 검색 (0과 1 구분)

구조적 특징 : 전체 평면상에 하나의 트랙이 나선형으로 연결되어 있고, 이 트랙은 같은 크기의 섹터들로 분할  디스크는 분리된 다수의 동심원 트랙들로 구성

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등선속도(Constant Linear Velocity, CLV)

액세스할 섹터의 위치에 따라 디스크의 회전 속도가 달라지는 방식

섹터의 위치에 상관없이 표면을 지나가는 헤드의 속도가 항상 일정

트랙전체의 저장 밀도가 균일  바깥쪽 트랙 부분의 저장 공간의 낭비가 없음

저장 방식 : 트랙을 따라 순차적으로 저장

액세스 방식 : 임의 액세스 방식

데이터가 저장된 섹터를 찾아가는 과정

헤드를 액세스할 섹터 근처의 영역으로 이동

회전 속도를 조정하여 섹터의 주소를 검사

미세 조정을 통하여 원하는 특정 섹터를 검색

데이터를 읽고 전송

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등선속도를 이용하는 CD-ROM의 트랙과 섹터

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CD-ROM의 예

트랙간 간격 : 1.6 미크론(micron: 1.6 × 10-6 미터)

기록 가능한 부분의 반경 : 32.55 mm (32,550 미크론)

전체 트랙 수 : 20,344 개

모두 하나의 나선형 트랙으로 연결되어 있으므로트랙의 길이 = 평균 원둘레×나선형의 회전수 = 약 5.27 km

CD-ROM의 등선속도 : 1.2 km/sec

전체 트랙의 검색 시간 : 4391 초(73.2 분)(음향 컴팩트 디스크의 표준 최대 플레이 시간과 거의 동일)

CD-ROM으로부터의 데이터 전송 속도 : 176 Kbytes/sec(1배속)

CD-ROM의 저장 용량 : 774.57 Mbyte

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CD-ROM 데이터 블록의 형식

데이터 블록의 형식

SYNC 필드 : 블록의 시작 표시

ID 필드 :블록 주소와 모드(mode) 바이트 포함

데이터 필드 : 2048 바이트

ECC 필드 : 오류 정정 코드(288 바이트)

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CD-ROM의 장단점​

자기 디스크와 비교한 상대적 장점

대용량

저렴한 가격으로 대량 복제 가능

[비교] 자기 디스크의 경우에는 두 개의 디스크 드라이브들을 사용하여 한 번에 한 개씩만 복사 가능

단점

읽기만 가능하고, 내용 변경 불가능

액세스 시간이 자기 디스크 보다 훨씬 길다 (대략 0.5 초 정도)

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CD-R (CD-Recordable)

WORM(Write-Once Read-Many CD)이라고도 부름

사용자가 데이터를 한 번은 기록할 수 있는 CD-ROM

CD-R의 디스크 표면

트랙에 해당하는 부분을 따라, 열을 가하면 태워져 없어지는 성질을 가진 물질을 이용하여 유기 광전도성 염료층(organic photoconduc -tive dye layer)으로 구성

염료층에서 한 번 태워진 부분은 복구 불가능  한번의 기록만 가능

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CD-R에서의 데이터 쓰기 / 읽기 과정

데이터 쓰기 : 저장될 데이터(1 혹은 0)에 따라 레이저로 열을 발생시켜 염료층의 해당 피트(pit)부분들을 융해

데이터 읽기 : 강도가 낮은 레이저 빛을 이용하여 반사 명암에 따라 데이터 검출

CD-R 표면의 구조

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PCA(Power Calibration Area) : 디스크 전체에 대한 기록을 시작하기 전에 해당디스크에 가장 적절한 레이저 강도를 찾아내기 위하여 시험적으로 쓰기를 해보는 부분

PMA(Programmable Memory Area) : 기록 동작이 진행되는 동안에 저장되는 데이터들에 대한 각종 정보의 집합인 TOC(Table Of Contents)를 임시로 저장해두는 부분

기록이 모두 종료된 후에는 그 내용을 Lead In 영역으로 이동  영구 저장

Program Area : 실제 데이터가 저장되는 영역

Lead Out : 데이터의 끝을 알리는 영역 (Prog. Area 영역 내의 데이터 끝 지점에 위치)

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여러 번 쓰기가 가능한 컴팩트 디스크

일반적으로 1000번 정도 재기록 가능

기본적인 구조는 CD-R과 동일

기록층(recording later)  염료층으로 제조

상태 변화(phase change)를 통하여 정보의 반복 저장이 가능한 물질로 구성

silver, indium, antimony, tellurium의 혼합물  가열하면 액체 변환

결정 상태(crystal phase) : 입사 되는 빛에 대하여 일정한 각도로 반사

가열 후 서서히 냉각  원자들이 규칙적으로 배열 = ‘1’

비정질 상태 (amorphous phase) : 입사 되는 빛에 대하여 불규칙 난반사

가열 후 급속 냉각  원자들이 무질서하게 배열 = ‘0’

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DVD (Digital Video Disc)

디지털 다기능 디스크 (Digital Versatile Disc)

DVD 원판의 모습은 CD와 동일[차이점] 0.6mm 원판을 두개 겹쳐져 있음

등선속도(CLV) 방식 이용 저장 용량 증가 속도 제어 복잡

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DVD의 데이터 저장 방식

단층(single layer) 또는 복층(double layer)

양면(double side) : 재생 중에 뒤집어야 하는 불편 있음

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CD-ROM과 DVD의 주요 특징 비교

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자기-광 디스크 (Magneto-Optical Disk: MO)

자기 디스크의 자기 방식 + CD R/RW의 광학방식

디스크 : 고온에서만 극성이 바뀌는 물질로 코팅

저장 방법 : 레이저를 이용하여 작은 점을 가열하여 자화

데이터 읽기

자화 방향은 극성을 띤 레이저 광에 의해 검출 가능

 자화 방향에 따라 회전 각도가 변경되기 때문에 극성 감지

주요 장점

CD-R/RW에 비해 디스크의 수명이 길다  쓰기 무제한

자력이나 온도에 대해서 안정적

저소음 드라이브 내에 냉각 팬 불필요

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