운영체제(OS) 를 크게 보면 기억장치(주기억장치, 보조기억장치) 와 CPU사이의 상호작용을 하게 해줍니다.
하드디스크의 내부
하드 디스크의 구성은 크게 플래터(Platter), 스핀들(Spindle), 액추에이터(Actuator) 로 나뉩니다.
플래터 : 실제로 데이터가 저장되는 곳으로 여러개가 겹겹이 쌓여있습니다.(용량에 따라 갯수가 증가한다.)
위 그림처럼 디스크를 들여다보면 무수한 칸들로 구성되어있습니다. **섹터(Sector)**는 그 한 칸 한 칸을 칭합니다. **트랙(Track)**은 플래터 내 같은 둘레인 섹터들입니다. **실린더(Cylinder)**는 다수개의 플래터의 트랙을 수직적으로 관통하는 3차원 적인 스택을 이야기 합니다. **클러스터(Cluster)**는 파일을 저장하는 단위로 1개 또는 복수의 섹터로 이루어져 있어, 작은 파일은 1개, 용량이 큰 파일은 여러 개의 클러스터를 사용하여 저장됩니다. 클러스터가 만들어진 이유는 파일의 용량이 커지면서 한섹터씩 읽기에는 너무 느려 한번에 묶어서 읽어 시간을 단축하기 위해 만들어진 단위이빈다. 여러 개의 클러스터를 사용할 때 반드시 연결되어 있지는 않습니다. 여기저기 흩어져 있어도 그 위치와 순서를 기록한 FAT에 의하여 관리되므로, 한 번에 파일의 전체 내용을 읽을 수 있습니다. 2승의 단위로 섹터들을 묶습니다. 16개씩 묶기도하고, 128개씩 묶기도 합니다.
액추에이터 : 플래터에 정보를 기록하고 읽는 역할장치입니다.
액추에이터는 **암(arm)**과 **헤드(head)**로 나눌수 있습니다. 위 그림처럼 액추에이터암과 헤드는 하나의 플래터에 위아래로 양면으로 있습니다. 그렇듯이 플래터는 양면에 저장공간을 가지고 있습니다. 위 그림의 주황색 세모가 **헤드(head)**로 실질적으로 섹터에 정보를 저장하고 읽습니다. 그 헤드를 움직이는 것이 **암(arm)**입니다. 이 암은 수직으로만 움직일 수 있습니다. 그도 그럴게 스핀들이 플래터를 회전시켜주기 때문에 좌우로 움직일 필요가 없기때문입니다.
스핀들 : 플래터를 돌려주는 역할을 합니다.
**스핀들(Spindle)**은 플래터가 회전할 수 있도록 하는 축입니다. 물론 이 축만 있다고 돌 수 있는게 아니기에 **모터(moter)**가 있습니다.
저는 처음에 플래터의 구분이 뭔가 구분이 이상하다고 느꼈는데, 그 이유는 하드디스크가 정보를 저장하는 방식에 있습니다.
플래터는 스핀들에 의해 회전하면서 겹겹이 쌓인 플래터는 동시에 돌고 액추에이터 암과 헤드는 그대로 있습니다. 그래서 아래 그림처럼 플래터의 양면에 저장하고, 그다음은 아래 플래터의 양면 이런식으로 동일한 위치의 섹터들에 저장하고 옆의 섹터들에 저장하는식이기 때문에 트랙과 **실린더**라는 명칭입니다.
플래터의 중심에는 플래터를 회전 시키기 위해서 스핀들 모터가 있고, 스핀들 모터가 플래터를 회전시키다 헤드가 필요한 정보가 있는 섹터를 지나가려는 순간 액추에이터헤드가 순식간에 그 섹터에서 정보를 빼갑니다. 그렇기 때문에 스핀들 모터의 회전속도(RPM)이 높을 수록 더욱 빠르게 데이터를 읽고 쓸 수 있습니다. 하지만 그러면 소음과 진동이 발생합니다. 헤드는 실제로 플래터와 접촉을 하고 있는 것이 아니고 표면에 살짝 더있는 상태로 데이터를 읽거나 쓰는데 하드 디스크가 동작하는 도중에 외부에서 충격이 가해지거나 갑자기 전원이 차단되면 헤드가 플래터의 표면을 긁어서 고장 나기도 합니다.