입출력 장치

 

입력장치 : OMR 기기 , OCR , 스캐너

 

출력장치 : 모니터 - 소프트 카피 출력장치

              프린터 - 하드 카피 출력장치

 

입출력 연결 단자를 통해서 외부로 연결된다.

-> 입출력 장치는 컴퓨터 외부에 있다.

내부와 외부중 외부가 속도가 느리다. 오류가 많이 발생한다.

 

입출력 모듈 ( I/O module )

-> 입출력 인터페이스, 채널, 프로세서, 제어기 등의 여러가지 이름으로 불린다.

: CPU와 입출력 장치 사이에 끼어들어서 입출력 장치와 통신을 하는 것

  즉, 입출력 장치가 CPU에 비해서 너무 느려서, 중간에 끼어들어서 속도 조절 및 동작을 할 수 있게 하는것

 

입출력 모듈의 기능 5가지 -> PPT 참고

 

그렇게 중요하지 않은 것 다 넘기고~.~

 

입출력 장치를 시스템 버스랑 분리를 해서 , 별도의 입출력 버스를 통해서 입출력장치와 연결한다. 

 

바로 연결하지않고, 느린 것들 입출력 모들을 모아서 계층적으로 통신한다.

 

입출력 장치의 연결, 데이터 전송할때 2가지 방식이 있다. 장단점을 알아둬야 한다.

 

기억장치 - 사상 방식의 개념 (memory-mapped)

: 하나의 주소 공간을 나눠서 기억장치 및 입출력 장치로 사용

주소 번지에 따라서 입출력 장치인지 기억장치인지 구분이 된다.

-> 장점 : 명령어를 동일하게 사용 할 수 있다.  CPU설계시 제어장치가 간단해진다.

 

주소로 구분이 되니까, 명령어를 동일하게 사용 할 수있더라. 제어장치가 간단해진다.

단 기억장치를 사용하는데 제약이 생긴다. 주소를 나눠쓰니까..

 

분리형 입출력 방식 ( isolated I/O 또는 I/O mapped )

 

기억장치 주소 공간을 최대한 확보 할 수있다.

단, 입출력 제어를 위해 입출력 장치 명령어들을 따로 사용해야 되기 때문에, 프로그래머 입장에서 불편하다.

 

전체 컴퓨터 입장에서는 기억장치-사상 방식이 많이 사용 된다.

 

 

입출력 장치의 연결 및 데이터 전송

데이터 전송을 알리는 방법

: 핸드 셰이킹  ( 스트로브 신호 + 제어 신호 )

스트로브 신호 : 별도의 신호 선 / 데이터가 유효하다는 것을 알려주는 신호

핸드 셰이킹 이랑 스트로브 신호 용어를 구분 해 두세요.

 

DMA방식..

 

입출력 장치의 제어 기법은 3가지가 있다. 

CPU가 직접제어 / DMA 제어 / 프로세서

 

 

중앙처리 장치가 직접 제어하는 방법은 2가지 방식이 있다.

1. 프로그램 입출력

2. 인터럽트 - 구동 입출력

 

가장 시험에 많이나오는게 DMA 장치

 

직접 기억장치 액세스 ( DMA, Direct Memory Access )

대용량의 데이터를 이동시킬 때 효과적인 기술! 기억장치와 입출력 모듈 간의

데이터 전송을 별도의 하드웨어인 DMA 제어기가 처리한다.

-> CPU는 개입하지 않도록 한다 / 그동안 다른 작업 가능하니까, 효율적

 

DMA 제어기의 버스 연결 방식

 

CPU가 하던 일을 DMA 제어기가 수행

 

입출력 프로세서를 이용한 입출력 제어방식

-> 별도의 cpu를 이용해서 ..ㅎㅎ 입출력 명령어를 별도로 해석 가능하니까 성능이 높지만, 하드웨어 비용이 훨씬 많이 든다. 주로 서버에서 사용

 

DMA 제어기의 버스 연결 방식

 빠른 장치가 계속 점유하기 때문에, 주기억장치가 점유를 많이한다.

 그래서 느린 입출력 장치를 빨리 송-수신 할 수 있도록 DMA 제어기가 주기억 장치가 엑세스하는 타이밍을 뺐어서

 먼저 워드를 전송하고, 그다음 CPU가 이용   -> 사이클 스틀링 중요하다.