실린더_헤드_섹터(CHS 구조)

1. CHS의 정의

실린더-헤드-섹터 (CHS)는 하드 디스크 드라이브의 데이터 구조를 설명하는 방식 중 하나입니다. 이 구조는 하드 디스크의 물리적 레이아웃을 나타내며, 운영 체제가 하드 디스크에서 데이터를 읽고 쓸 수 있도록 돕는 중요한 역할을 합니다.

CHS 구조는 데이터를 저장하는 방법을 설명합니다. 하드 디스크 드라이브는 하나 이상의 디스크 플래터를 가지고 있으며, 각 플래터는 여러 개의 실린더로 나누어집니다. 실린더는 플래터의 반지름 방향으로 모여있는 원형 영역입니다. 각 실린더는 하나 이상의 섹터로 나뉩니다. 섹터는 디스크의 중심에서 시작하여 반지름 방향으로 이동하면서 순서대로 나열된 데이터 블록입니다.

 

 

실린더-헤드-섹터(Cylinder-head-sector, CHS)는 하드 디스크 드라이브에서 각각의 물리적 데이터 블록에 주소를 제공하는 초기 방식이다.

플로피 디스크를 제외하고, 현대의 기억 매체에 저장되는 데이터에 대해서 CHS 값은 더 이상 직접적인 물리적 관계는 없지만, 가상 CHS 값들은 여전히 수많은 유틸리티 프로그램 와 파일 시스템에 사용되고 있다.

 

 여기서 잠깐!! 실린더, 헤더, 섹터의 정의를 알아보자~

 

1) 실린더

실린더는 하드 디스크 내의 같은 위치를 가지는 트랙의 모음을 의미합니다.

 

2) 헤더

헤더는 실린더 안에서 디스크의 한 면을 나타냅니다.

 

3) 섹터

섹터는 각각의 헤드에서 읽거나 쓸 수 있는 데이터의 작은 단위입니다.

 

 

 

 

 

 

2. CHS 주소방식은? 

CHS 주소방식은 하드 디스크 내의 섹터를 찾아 읽거나 쓰기 위한 방식 중 하나입니다. CHS는 Cylinder, Head, Sector의 약자이며, 하드 디스크를 실린더(Cylinder), 헤드(Head), 섹터(Sector)의 3차원 공간으로 나타냅니다.

하드 디스크는 여러 개의 실린더로 이루어져 있으며, 각 실린더는 여러 개의 헤드를 가지고 있습니다. 각 헤드는 하드 디스크의 한 면을 나타내며, 각 섹터는 각 헤드에서 읽거나 쓸 수 있는 작은 단위로 나뉘어 있습니다.

따라서, CHS 주소방식은 하드 디스크의 위치를 실린더, 헤드, 섹터의 세 개의 번호로 나타내는 방식입니다. 이 방식으로 하드 디스크 내의 데이터를 읽거나 쓸 때는, 먼저 원하는 실린더, 헤드, 섹터의 번호를 찾은 다음, 그 위치로 이동하여 데이터를 읽거나 쓰게 됩니다.

하지만 CHS 주소방식은 하드 디스크의 용량이 커지면서 문제가 발생하게 됩니다. 예를 들어, 2GB 이상의 용량을 가지는 하드 디스크는 CHS 주소방식으로는 표현할 수 없습니다. 이러한 문제로 인해, 현재는 논리 주소 방식인 LBA(Logical Block Addressing) 방식을 많이 사용하고 있습니다.

 

※ CHS → LBA 매핑

이 부분의 본문은 논리 블록 주소 지정입니다.

2002년에 ATA-6 사양이 선택적 48비트 논리 블록 주소 지정을 도입하면서 CHS 주소 지정을 권장하지 않는 것으로 선언하였지만, ATA-5 변환의 구현을 허용하였다. 아래의 CHS→LBA 변환 공식은 마지막 ATA-5 CHS 변환과도 일치합니다.

ATA-5 사양에서 CHS 지원은 최대 16 514 064 섹터까지는 필수이며, 보다 더 큰 디스크에 대해서는 선택적이다. ATA-5 제한은 CHS 16383 16 63 및 동등한 디스크 용량 (16514064 = 16383 ×16 ×63 = 1032 ×254 ×63)과 일치하며, 24 = 14+4+6 비트(16383 + 1 = 214)가 필요합니다.

 

CHS 튜플은 다음의 공식을 사용하여 LBA 주소로 매핑할 수 있습니다.

A = (c ⋅ Nheads + h) ⋅ Nsectors + (s − 1),

여기에서 A는 LBA 주소, Nheads는 디스크의 헤드 수, Nsectors는 트랙 당 최대 섹터 수, (c, h, s)는 CHS 주소이다.

 

 

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%A4%EB%A6%B0%EB%8D%94-%ED%97%A4%EB%93%9C-%EC%84%B9%ED%84% B0

실린더-헤드-섹터 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

 

 

 

3. CHS 방식(MBR)과 LBA 방식(GPT)

 

MBR (Master Boot Record)은 컴퓨터의 하드 디스크의 첫 번째 섹터에 저장되는 특별한 부트 섹터이며, 부팅 프로세스를 시작하는 데 필요한 정보를 포함합니다.

반면에 CHS (Cylinder-Head-Sector)는 하드 디스크의 물리적인 레이아웃을 나타내는 방식 중 하나입니다. CHS 방식은 하드 디스크를 시소스 검색할 때 사용되었으며, 하드 디스크의 데이터를 접근할 때는 LBA (Logical Block Addressing) 방식을 사용합니다.

MBR은 CHS 방식을 사용하여 하드 디스크의 파티션 정보를 관리합니다. MBR은 하드 디스크의 파티션 테이블을 포함하며, 각 파티션의 시작 위치와 크기를 CHS 방식으로 저장합니다. 이 정보는 부팅 프로세스에서 필요합니다.

하지만 CHS 방식은 오래된 기술이며, 최신의 컴퓨터는 LBA 방식을 사용하여 하드 디스크의 데이터를 접근합니다. 따라서 최신의 시스템에서는 MBR이 CHS 방식을 사용하는 것보다 LBA 방식을 사용하는 GPT (GUID Partition Table)를 사용하는 것이 더 일반적입니다.

 

LBA (Logical Block Addressing) 방식은 하드 디스크의 논리적인 주소 체계입니다. LBA 방식은 하드 디스크의 섹터를 0부터 번호를 매겨서 접근합니다. 예를 들어, 하드 디스크의 첫 번째 섹터는 LBA 0, 두 번째 섹터는 LBA 1, 세 번째 섹터는 LBA 2 등으로 번호를 매깁니다. LBA 방식은 CHS (Cylinder-Head-Sector) 방식보다 더 정확하게 하드 디스크의 데이터를 접근할 수 있습니다.

GPT (GUID Partition Table)는 최신의 하드 디스크 파티션 테이블 형식입니다. GPT는 MBR (Master Boot Record)과 비교하여 더욱 많은 파티션을 지원하며, 보다 안전한 파티션 관리를 가능하게 합니다. GPT는 MBR보다 더 많은 메타데이터를 저장할 수 있으며, 따라서 파티션 크기도 더욱 큰 용량을 지원할 수 있습니다. 또한, GPT는 MBR의 CHS 방식 대신 LBA 방식을 사용하여 파티션의 위치와 크기를 지정합니다. GPT는 최신의 UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) 부팅 프로세스와 호환되며, 보다 안전하고 빠른 부팅을 제공합니다.