컴퓨터의 구조 - [제14강] 입출력 시스템(3)

컴퓨터의 구조 - [제14강] 입출력 시스템(3)

입출력 데이터 전송 ․입출력 제어방식

컴퓨터의 구조 용어정리

중앙처리장치에 의한 제어

독립된 입출력 제어기가 없고, 중앙처리장치가 입출력 제어기의 역할을 하는 시스템이다.

DMA 제어

중앙처리장치의 개입 없이 주기억장치에 직접 접근하여 입출력을 수행하는 제어 방식

채널에 의한 제어

채널(channel)이라고 하는 일종의 입출력 프로세서(input output processor)를 이용하여 입출력 작업을 전담하도록 하는 방식

요점정리

• 입출력을 제어하는 방식으로는 중앙처리장치에 의한 방식, DMA(direct memory access)방식, 채널(channel)에 의한 방식으로 나눌 수 있다.
• 중앙처리장치에 의한 입출력 제어 방식으로는 프로그램에 의한 입출력과 인터럽트 처리에 의한 입출력으로 나눠진다. 프로그램에 의한 입출력은 중앙처리장치와 입출력장치 사이에 입출력 인터페이스가 있는 시스템에 적용되며, 인터럽트 처리에 의한 입출력은 인터럽트 기능을 이용하여 프로그램에 의한 입출력의 비효율성을 극복하는 방법이다.
• DMA(Direct Memory Access) 제어방식은 중앙처리장치의 개입 없이 주기억장치에 직접 접근하여 입출력을 행하는 방식으로서 인터럽트에 의한 입출력의 문제점을 해결하기 위해 고안되었다.
• DMA 제어의 데이터 전송방식은 DMA 대량 전송과 사이클 스틸 방식을 사용한다.
• DMA 제어기의 내부 구성요소는 제어회로, 제어 레지스터, 데이터 레지스터, 단어계수레지스터로 이루어진다.
• 채널에 의한 방식은 채널(channel)이라고 하는 일종의 입출력 프로세서(Input Output Processor)를 이용하여 입출력 작업을 전담하도록 하는 방식이다.
• 채널에 의한 방식은 지능적이지 못한 DMA 방식의 문제점을 해결할 수 있는 방식으로서
  채널이 일을 수행하기 시작하면 중앙처리장치와는 독립적으로 동작한다.
• 채널에 의한 방식에서 채널 프로그램(channel program)은 채널 입출력을 위해 수행되는 프로그램을 말하며,
  채널 명령어(CCW: Channel Command Word)들로 구성된다.
• 채널에 의한 방식에서 채널의 종류로는 선택기 채널(selector channel)과 멀티플렉서 채널(multiplexor channel)이 있다.
• 선택기 채널은 입출력이 실제로 일어나고 있을 때에는 채널 제어기가 임의의 시점에서 볼 때 마치 어느 한 입출력 장치의 전용인 것처럼 운영되는 채널을 말하며, 일반적으로 고속의 입출력장치와 입출력을 하기 위하여 사용된다.
• 멀티플렉서 채널은 입출력 장치들이 채널을 시분할 공유(time division share)하여 입출력하도록 연결한 채널로서,
  각 장치에 서브 채널 제어기(sub-channel controller)가 있다.

연습문제

• 

  중앙처리장치의 개입 없이 직접 주기억장치로 접근하여 데이터의 입출력을 수행하기 위해 주기억장치와 입출력장치사이에 위치하는 장치를 무엇이라 하는가?

  답을 체크하세요

  1. DMA 제어기
  2. 캐시
  3. 연관 메모리
  4. 가상 메모리

  정답 :

  ①

  교재 P 255 참조

• 

  데이터 처리 측면에서 CPU와 입출력장치와의 속도차이에서 오는 비효율적인 요소를 최대한 줄이기 위한 것은?

  답을 체크하세요

  1. 병렬연산장치
  2. 채널 제어장치
  3. 인덱스 레지스터
  4. 부동 소수점 부가 기능

  정답 :

  ②

  중앙처리장치와 입출력장치와의 속도차이에서 오는 문제점을 해결하기 위한 입출력 제어 방식으로는 1) 중앙처리장치에 의한 제어방식(중앙처리장치가 제어기 역할), 2) DMA 제어방식(DMA 제어기를 이용), 3) 채널에 의한 제어방식(채널 제어기를 이용)이 있다.

• 

  채널에 의한 제어방식에서 고속의 입출력장치와 입출력을 위해 사용되는 채널은?

  답을 체크하세요

  1. 멀티플렉서 채널(multiplexer channel)
  2. 멀티채널(multichannel)
  3. 싱글 채널(single channel)
  4. 선택기 채널(selector channel)

  정답 :

  ④

  선택기 채널은 실제 입출력이 일어날 때 채널 제어기가 마치 어느 한 입출력장치의 전용인 것처럼 운영되는 채널로서, 고속의 입출력 장치와 입출력을 하기 위해 사용된다.