하드디스크의 원리와 복구방법에 대해 간단히 알아보기

하드디스크의 원리를 간단히 알아보면

하드는 내부에 플레터라는 것이 존재하는데 이 것은 시디디스크처럼 동그랗게 생겼는데 내부에 정보를 담을 수 있다.

시디디스크의 원리를 이해하면 하드 디스크를 좀더 빨리 이해하는 것이 가능한데 시디의 원리는 다음 링크에 자세히 나와있다.

http://ezwy.tistory.com/287

일단 컴퓨터는 0과 1로 된 신호를 읽고 동작하는데 

시디는 빛이 반사되면 1, 빛이 반사되지 않으면 0 을 표현해서 0과 1을 표현한다면

간단히 말하면 하드디스크는 자석의 방향으로 0과 1을 구분한다.

위의 모습이 하드디스크 내부의 모습인데 파란 부분이 플래터이고 빨간 부분이 하드의 정보를 기록하거나 읽는 부분이다.

이 하드의 단면을 그려보면 밑의 그림과 같은데

플래터의 단면은 위의 그림처럼 자석이 줄지어 놓여진 모습과 같다.

주황색 부분이 자석의 배열을 변경하는 부분이고 녹색부분이 자석의 배열을 읽는 부분이다.

컴퓨터는 0과 1로 기록된 정보로 작동하므로 녹색 부분이 자석이 플러스로 배열되 있으면 1이라고 읽는다고 가정하고 마이너스로 배열되어 있으면 0이라고 읽고 주황색 부분이 윗쪽이 플러스 아래가 마이너스인 자석의 배열을 윗쪽이 마이너스 아래가 플러스가 되도록 바꾼다면(반대방향도 가능) 언제든 모든 정보를 기록하고 읽는 것이 가능하다. 비디오나 카세트 테이프 역시 모습은 다르지만 자석으로 정보를 저장한다.(하지만 테이프는 디지털이 아닌 아날로그 방식인데 자석으로 교류전류를 만드는 방식이다.)

하드디스크의 복원, 복구의 원리

지워진 하드디스크의 정보를 복구하는 것이 가능한데 

위의 그림에서는 저장원리를 간단히 이해하기 위해 독립된 자석으로 그렸지만 사실은 다음 그림처럼 모든 자석이 붙어있다.

이렇게 정보가 저장된 곳 위에 다시 정보를 씌우게 되면 흔적이 남는데 그 이유는 

맨 왼쪽 첫번째 그림에서 보듯이 정보를 변경할 때 하나의 막대자석을 뒤집는 것이 아닌 두 막대자석 사이의 정보를 변경시킨다. 

그 이유는 하드디스크의 수명과 관련이 있는데 같은 위치를 뒤집다 보면 수명이 감소하기 때문이다.

그럼 두번째 그림처럼 정보가 입력되게 된다. 맨 오른쪽의 세번째 그림을 보게되면 다음과 같이 흔적이 남는 것을 확인할 수 있을 것이다. 이 것을 그림자라고 표현하는데 이 그림자가 남아있다면 당연히 그 전의 정보를 복원하는 것이 가능해 진다.

하지만 이렇게 위에 정보가  한번이라도 덧씌워졌다면 이제는 더이상 그림자를 찾기가 불가능하다고 하는데 그 이유는 과거와는 다르게 이 막대자석이 너무 얇아졌기 때문이다. 이런 형태의 복구 방법은 Peter Gutman이란 사람으로 부터 생겨났는데 그 때는 1996년으로 이 막대자석이 무지 뚜꺼울 때이다.(막대자석이 얇을 수록 같은 크기 안에 더 많은 정보가 저장이 가능하다. 오늘날 과거의 하드디스크와 크기는 똑같지만 용량이 커진 이유가 자석이 얇아져서 이다.) 이렇게 자석이 뚜꺼울 때에는 그림자가 저렇게 반씩 줄어든다고 하더라도 이 과정을 6번정도를 거치기 전에는 흔적이 찾을 수 있을 정도여서 자료를 복구할 수 있었다고 하지만 이제는 이미 저렇게 6번씩 반으로 줄어든 크기보다 자석이 작아져 한번만 위에 덧 씌워져 흔적이 반으로 줄어들면 흔적이 너무 작아져 복구가 힘들다고 한다. 너무 작아지면 측정장비로도 측정이 불가능하기 때문이다.

By Heron2/MistWiz (modified version of Disk-structure.svg by MistWiz) [Public domain], via Wikimedia Commons

하드디스크의 플래터의 구조를 살펴보면 A가 트랙, B나 C가 섹터, D가  클러스터이다.

플래터는 저장원반인데 CD롬처럼 생겼다. 플래터가 회전하면 입출력장치가 원을 따라 돌며 정보를 송수신하는데 당연히 원으로 된 트랙을 따라 돌게 된다. 섹터는 데이터를 저장하는 최소단위이다. 아마 입출력 장치의 한계로 최소단위가 정해졌을 것이다.

클러스터는 소프트웨어적으로 정한 데이터 저장하는 최소단위인데 효율성을 위해 생겨났다. 섹터가 박스라고 하고 클러스터가 박스를 잘라서 여러개를 하나로 쓸 수 있게 붙여놓것이라고 볼 수 있는데 물건을 찾을 때 박스 하나씩 살펴보는 것보다 여러개를 붙여논 박스를 살펴보는 것이 더 효율적인데 클러스터가 생겨난 이유도 이와 같다.