[OS] 입/출력 구조 (I/O Structure)

동기식/비동기식 입출력 방식

 

동기식(Synchronous) 입•출력

입•출력이 시작된 후, 제어권은 입•출력 완료에 의해서 만 프로그램으로 반환됨

• 다음 인터럽트가 발생할 때까지 CPU를 쉬게하는 특수한 ‘대기’(Wait) 명령을 가짐
• 그러한 명령이 없는 경우 ‘대기 루프’(Wait Loop)로 대신함
• 어느 순간이든지 수행중인 입•출력 요청이 최대한 하나임
• 여러 장치에 의한 동시 입•출력 불가능

 

비 동기식(Asynchronous) 입•출력

입•출력이 시작된 후, 제어권이 입•출력의 완료를 기다리는 것 없이 사용자 프로그램으로 바로 반환

• 사용자 프로그램이 원할 경우, 입•출력 종료를 기다리도록 하는 시스템 호출이 필요 (Block)
• OS는 각 입•출력 장치 별로 하나의 항이 들어있는 ‘장치 상태 테이블’ 사용
• OS는 각 장치를 위해 ‘대기 큐’를 유지

장치 상태 테이블 (Device-status Table)

 

DMA (Direct Memory Access) Structure

• ‘DMA 제어기’는 입•출력 장치를 위해서 버퍼, 포인터, 카운터를 설정
• 장치 제어기는 전체 데이;터 블록을 CPU간섭(Intervention)없이 직접 메모리와 버퍼 저장 장치 사이에 블록 단위로 전송
• 일반적으로 메모리는 한 순간에 하나의 워드만을 전송할 수 있기 때문에, DMA 제어기는 CPU로부터 메모리 사이클을 홈치게 됨 (사이클 스틸링, Cycle Stealing)

 

폰 노이만 구조 (현대 컴퓨터 시스템의 동작)

현대 컴퓨터 시스템의 동작 (폰 노이만 구조)

 

프로그램 실행 과정

프로그램 실행 과정