현대 정보 기술의 발전은 데이터 저장과 관리의 새로운 패러다임을 요구하고 있습니다. 특히, 대용량 데이터를 효율적으로 저장하고 접근할 수 있는 외부 기억 장치의 필요성이 강조되고 있습니다. 이러한 요구에 부응하여 개발된 광학식 디스크는 빛을 이용한 데이터 기록 및 재생 기술로, 다양한 기록 형식과 원리에 따라 여러 종류로 분류됩니다. 이 글에서는 광학식 디스크의 특징과 분류, 그리고 그 실제 활용 사례에 대해 살펴보겠습니다.
차세대의 대용량 외부기억 디바이스인 광디스크
광학식 디스크란 빛을 이용하여 데이터를 기록 및 재생하는 기록 미디어(Media)로 기본적인 구성요소는 기록을 담당하는 디스크와 기록과 재생을 담당하는 드라이브로 되어 있다. 광학식 디스크는 디스크의 기록방식에 의해 몇 개로 분류되는데 여기에는 읽기와 쓰기가 어떻게 되어 있는지(기록형식)에 의한 것과 디스크의 구체적인 기록원리에 의한 것이 있다.
기록형식에 의한 분류
기록형식은 디스크를 만들 때 기록을 담당하는 읽기 전용형과 한 번만 써넣을 수 있는 한번 쓰기형(또는 Write Once형), 그리고 몇 번이라도 써넣을 수 있는 읽기 쓰기 가능형 등의 3가지로 분류할 수 있다. 대표적인 읽기 전용형에는 CD-ROM이나 레이저 디스크 등이 있는데 이것은 새로운 미디어 즉 대량의 데이터나 프로그램 배포를 주 목적으로 한 것이다. 한 번만 써넣을 수 있는 광학식 디스크인 한번 쓰기형은 오랫동안 보존이 필요한 데이터 저장을 주된 목적으로 하고 있다. 제품으로는 서류를 그래픽 이미지 그대로 보존하는 광파일링 시스템 등이 있다. 읽기와 쓰기가 가능한 형태는 일반적인 하드디스크처럼 사용할 수 있으며 용량이 크면서도 미디어 교환이 가능하다는 특징을 갖고 있다. 컴퓨터용 외부기억장치 외에 비디오, 음악기록 등에 사용된다.
기록원리에 의한 분류
광학식 디스크의 기록원리는 다음 3가지 방식으로 분류된다.
1) 피트(Pit)에 기록하는 것
2) 화학적, 물리적 변화를 이용하는 것
3) 자기를 함께 사용한 것
1)의 방식은 얇은 금속박(금속을 종이처럼 얇게 편 것) 위의 작은 피트(Pit. 일종의 작은 구멍)의 유무로 기록을 하기 때문에 재생시킬 때에는 빛을 쬐어 그 반사율의 차이로 피트의 유무를 검출한다. 기록형식으로서는 읽기 전용 또는 한번 쓰기형이 가능한데, 한 번 피트를 만들면 이후에 수정이 불가능하기 때문이다. 그러나 읽기 전용의 것은 레코드와 마찬가지로 스탬프(Stamp) 방식으로 대량 복사가 가능하다는 이점이 있다. 이 방식은 빛을 사용한 물질에 화학적이고 물리적 변화를 주어 반사율과 투과율을 변화시키는 방식이다.
구체적으로는 레이저 광선에 의해 물질을 가열하고 화학변화에 의해 광학적 특성(반사율, 흡수율, 투과율)이 변화하는 혹은 물질을 증발시키는 방법을 이용하여 기록을 한다. 이 중 물질을 증발시키는 것은 기록형식으로서는 한번 쓰기형이 된다. 광학적 특성을 변화시키는 것은 그것이 가역반응(물질의 상태를 열역학적으로 다룰 경우 다시 본래의 상태로 돌아가려는 현상)인가 그렇지 않은가에 따라 한번 쓰기형 또는 읽기/쓰기 가능형이 된다. 이 방식은 피트 방식처럼 데이터의 대량 복사가 불가능하다. 그러나 피트방식의 한번 쓰기형과 비교할 경우 화학 변화방식의 한번 쓰기형은 레이저 출력이 작아도 가능하다는 이점이 있다. 자기를 함께 사용하는 번 방식은 광자기(Opto-Magnetic) 디스크라 부른다. 이것은 빛을 사용하기 때문에 물리적 크기를 가진 자기 헤드를 사용하여 종래의 자기 기록 미디어와는 달리 기록단위를 작게 할 수 있다. 이것의 기록형식으로는 읽고 쓰기가 가능한 형식이 된다.
동심원 관리방식은 플로피디스크와 마찬가지의 방법으로 기억영역을 관리하지만, 읽고 쓰기 위한 위치결정은 광학적으로 행하므로 트랙이 필요하다. 보통 미디어를 만들 때 가이드를 위한 트랙을 만들어 그것을 이용한다. 이 방식은 써넣기를 할 수 있으며 한번 쓰기형이나 읽기/쓰기 가능형에 사용되며 가이드 트랙을 사용, 고속 헤드이동이 가능한 반면 그 부분에는 기록이 불가능하기 때문에 면적 당 기억용량이 작아진다는 결점이 있다. 스파이럴 방식은 기록밀도를 높일 수 있는 반면 임의의 섹터를 액세스 할 경우 최초의 섹터로부터 차례대로 읽지 않으면 안 된다. 그러나 위치결정을 위한 트랙 등이 필요 없다는 이점이 있다. 이 방식은 제조 시 데이터를 결정하는 읽기 전용이나 속도보다 용량을 중요시하는 한번 쓰기형에 많이 이용된다.
광학식 디스크에서는 OS 등의 파일 시스템 레벧에서도 종래의 외부기억과 다른 방식이 행해지는데, 문제가 되는 것은 읽기 전용과 한번 쓰기형의 경우이다. 읽기 전용의 경우 용량이 크고 종래와 같은 파일관리 방식으로는 관리할 수 없는 경우가 많다. 그래서 드라이브를 조작하는 OS 사이에 종래의 파일 시스템과 호환성을 유지할 수 있게 하기 위해 인터페이스 루틴을 첨가한다. 예를 들어 MS-DOS의 CD-ROM Extentions 등이 그것이다. 한번 쓰기형도 같은 문제가 있지만 이외에도 파일을 갱신할 경우에 문제가 생긴다. 한번 쓴 것을 지울 수 없기 때문에 같은 이름의 파일을 써넣을 경우 이전의 파일을 지울 수 없다는 것이다. 이 때문에 보통 파일명에 의한 관리와 병행하여 버전번호에 의한 관리가 행해진다. 즉 같은 이름의 파일 전체에 버전 번호를 붙여 다른 파일로 관리하는 것이다.
광학식 디스크의 실제
광학식 디스크 중 PC용 주변장치로 이미 제품화되어 있거나 그것에 가까운 형태의 것에는 다음과 같은 것이 있다. 우선 기억형식 분류 중에서 가장 발달되었으며 동시에 가장 일반적인 것은 읽기 전용 디바이스인 CD-ROM이다. 음악용 콤팩트 디스크 기술을 이용한 이 컴퓨터 기억장치는 외부기억장치라고 하기보다 데이터 프로그램 배포를 위한 미디어로서의 성격이 강하다. 특히 프로그램 자체는 유저가 다시 써넣는다는 것은 사실상 불가능하며 또 그만큼 필요도 없다. 데이터도 그래픽이나 폰트 등도 다시 쓸 필요는 거의 없고 필요하다면 카피를 수정하면 된다. 한번 쓰기형도 이미 서류보존용 광파일 시스템이 실용화되고 있는데 이것은 주로 데이터베이스 파일보존이나 유저 자신의 데이터 보존 등에 사용된다. 한번 쓰기형의 기록 미디어 중에는 CD-ROM의 기록포맷을 사용한 규격도 있다. 이것은 CD-DRAW라고도 불리는 것으로 읽기 전용과 한번 쓰기형을 통합하는 미디어를 이용하는 것이다.
하드디스크 없이 성립되지 않는 고도의 OS
os(Operating System)를 구별하여 사용하지 않으며 안 되는 시대가 점차 다가오고 있다. 이것은 일부 고급 유저들에게만 해당되는 얘기가 아니라 보다 쾌적하고 즐거운 환경에서 일을 하고 싶은 PC유저 모두에게 해당되는 이야기이다. 화제가 무성했던 만큼 보급이 아직 뒤따르지 못한 OS/2의 시대는 아직 조금 이른 이야기 일지는 몰라도 MS-DOS상에서 작동하는 Microsoft Windows 등이 일반적으로 사용될 것은 분명하다. 특히 PC본체가 고성능화되고 CPU에도 80386을 사용하는 PC가 늘어남에 따라 Windows/386이라는 편리한 환경도 제공되고 있다. 이것을 사용하면 1대의 PC를 여러 대의 PC로 가상메모리가 허락하는 한몇 개의 애플리케이션을 동시에 작동 화면을 계속해서 바꾸면서 작업을 할 수 있게 된다. 이러한 환경은 상상 이상으로 쾌적한 것으로 앞으로 PC 소프트웨어의 방향을 크게 좌우할 요소를 충분히 갖고 있다. 그리고 이러한 환경은 모든 PC유저의 희망사항이기도 하다.
그렇게 된다면 PC를 작동시키기 위한 OS와 Windows가 필요한데, 작동시키기 위해서는 플로피디스크를 몇 번씩 갈아 끼워야 하며, Windows에서 3개 이상의 애플리케이션을 작동시키고 싶으면 또 플로피디스크를 갈아 끼워야 하는 불편을 감수해야 한다. 이것은 대단히 번거로운 일로 하드디스크는 그러한 수고를 덜어주는 가장 값싼 주변기기이다. 또 용량을 많이 차지하는 애플리케이션은 많은 데이터 파일을 요구하는데, 그 가장 좋은 예가 DTP(Desk Top Publish) 소프트웨어이다. 아름답고 화려한 글자체를 화면으로 또는 프린터로 출력하기 위해서는 소프트웨어 자체에서 그에 필요한 데이터를 갖고 있어야만 한다. 그리고 일러스트레이션(광고나 책 등에 사용되는 설명도나 삽화)이나 스캐너로 읽어 들인 화상 데이터 등도 플로피디스크로는 도저히 처리할 수 없을 정도의 막대한 용량을 필요로 한다. 여기에서도 하드디스크의 고속성과 대용량이 절대적으로 요구된다.
광학식 디스크는 대용량 데이터 저장의 혁신적인 해결책으로 자리 잡고 있으며, 다양한 분야에서 그 활용도가 높아지고 있습니다. 특히, 읽기 전용 디바이스부터 읽기/쓰기 가능한 디바이스까지 다양한 형태로 발전하면서 사용자에게 더 많은 선택지를 제공하고 있습니다. 앞으로도 기술 발전에 따라 광학식 디스크는 더욱 향상된 성능과 기능을 갖추게 될 것이며, 이는 정보 사회에서 중요한 역할을 수행할 것입니다.
