정보처리기사 전자계산기 구조 요약 10

전자계산기 구조  10장

 

1.     입/출력장치

-      입/출력장치의 구성

 

-      입/출력 제어장치 : 입/출력장치 인터페이스와 컴퓨터 시스템 사이에 데이터의 전송을 제어하는 장치

-      입/출력 인터페이스의 목적 : 주변장치와 CPU나 메모리의 동작 방식의 차이, 전송 속도의 차이, 데이터 형식 등의 차이점을 해결하는 것

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 2.     스풀링 (Spooling)

ㄱ.   버퍼링 : 고속의 CPU와 저속의 입/출력 장치의 속도 차이를 해결, 주기억장치

ㄴ.   스풀링 : 고속의 CPU와 저속의 입/출력 장치의 속도 차이를 해결, 보조기억장치(=디스크)

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3.     입/출력(I/O) 제어 방식

-      프로그램된(Programmed) I/O

ㄱ.   과정 : 상태 레지스터 읽기 à 상태 레지스터의 값이 set 상태이면 다음 단계, 그렇지 않으면 전 단계 à 데이터 레지스터 읽기

ㄴ.   구성 : 데이터 레지스터, 장치의 동작 상태를 나타내는 플래그(Flag), 장치 번호 디코더

 

-      Interrupt에 의한 I/O

ㄱ.   인터페이스가 CPU에 입/출력을 요구하고, 입/출력 전송이 완료되면 CPU는 수행 중이던 프로그램으로 되돌아가서 수행을 재개

ㄴ.   CPU의 상태 보존이 필요

ㄷ.   인터럽트 제어 방식은 비동기 제어 방식

 

-      DMA에 의한 I/O

ㄱ.   주기억장치와 I/O장치 간의 정보 교환 때 CPU를 거치지 않고 직접 정보 교환이 이루어지는 방식

ㄴ.   DMA의 전송 절차

CPU가 DMA에게 명령 à CPU에게 버스 사용 요구 à CPU가 버스사용 허가 à 데이터 전송 à DMA 제어기가 자료 전송을 종료했을 때 CPU에게 인터럽트 신호를 발생

 

ㄷ.   DMA 구성 요소 : 주소 레지스터, 주소 라인, 워드 카운트 레지스터, 데이터 레지스터, 제어 레지스터

 

ㄹ.   사이클 스틸 (Cycle Steal) 이용 : CPU가 어떤 명령과 다음 명령을 수행하는 사이 하나의 데이터 워드를 직접 전송, 중앙처리장치와 입출력장치가 동시에 주기억장치를 접근하려고 할 때 주기억장치의 사이클타임을 중앙처리장치로부터 DMA가 일시적으로 빼앗아 중앙처리장치는 주기억장치에 접근할 수 없음

 

ㅁ.   사이클 스틸과 인터럽트의 차이점 : 대량의 자료 전송 시 인터럽트방법은 중앙처리장치의 부담을 증가시킴, DMA는 주기억장치 사이클의 한 주기만 정지, 인터럽트는 중앙처리장치의 상태 보존이 필요

 

 

-      Channel에 의한 I/O

ㄱ.   입출력을 위한 명령어를 입출력 프로세서에게 수행토록 하여 CPU 관여 없이 입출력을 수행

ㄴ.   채널은 CPU 외 별도의 하드웨어적인 장치라서 CPU와 독립적 처리가 이루어짐

ㄷ.   DMA 제어기의 한계를 극복

ㄹ.   자체적으로 자료의 수정 또는 코드 변환 가능

ㅁ.   채널 명령어(CCW)의 구성 요소 : 명령 코드(Operation Code), 데이터 주소, 플래그,데이터 크기

ㅂ.   Selector Channel : 고속 입출력장치, 어느 한 입출력장치의 전용인 것처럼 운용

ㅅ.   Multiplexer Channel ( = 바이트 멀티플렉서 채널 ) : 저속 입출력장치 여러 개를 동시에 동작시킬 수 있음

ㅇ.   Block Multiplexer Channel : 위의 두 개를 결합

ㅈ.   고정 채널 : 채널 제어기가 특정한 입출력장치들에 전용인 전송 통로를 지닌 형태로 구성은 간단하지만 가변 채널에 비해 효율이 낮은 단점이 있음