제 10 장입출력장치 1. 입출력장치 (1) 입출력장치종류 (2) 입출력장치의동작 1 중앙처리장치또는주기억장치와외부의입출력매체사이에정보를전송한다. 2 중앙처리장치또는주기억장치에비해동작속도가매우느리다. 3 중앙처리장치또는주기억장치와정보를처리하는단위가다르다. 4 에러가발생할확률이매우높다. 5 각각의동작에대해자율성을보장할수있다. 2. 입출력제어기법 (1) 중앙처리장치 (CPU) 가직접제어하는입출력제어방식입력장치및출력장치를직접제어하는가장기본적인방법으로, 데이터전송과데이터상태검사등의모든명령을중앙처리장치가직접수행한다. 1 프로그램입출력방식중앙처리장치는입출력이시작되면그것이종료될때까지계속개입을해야한다. 2 인터럽트 - 구동입출력중앙처리장치에서입출력명령을받은입출력모듈이동작을수행하는동안중앙처리장치가다른프로그램을처리할수있다. (2) 직접기억장치액세스 (DMA) 를이용한입출력제어방식 1 DMA(Direct Memory Access) 방식은대용량의데이터를이동시킬때효과적이다. 2 기억장치와입출력모듈간의데이터전송을 DMA 제어기가처리하고중앙처리장치 (CPU) 는개입하지않도록한다.
주기억장치에접근할때 DMA 제어기는 CPU 의 Bus Line 을이용하여 Cycle Stealing 을한다. Cycle Stealing 은 DMA 로부터주기억장치로데이터전송요구가일어났을때만 DMA 가버스의사용권을일시적으로 CPU 로부터빼앗는전송방식이다. 3 중앙처리장치는 DMA 에명령을보낸후에다른일을계속할수있게되며, DMA 제어기가모든입출력동작을담당한다. 4 DMA 제어기는중앙처리장치를거치지않고한번에한단어씩모든데이터를기억장치로전송한다. 5 모든전송이완료되면 DMA 는인터럽트를중앙처리장치에보낸다. 6 중앙처리장치는전송의시작과마지막에만입출력동작에관여한다. (3) 채널에의한입출력 1 데이터처리의고속성을위해 CPU 의계속적인간섭없이직접입 출력장치와기억장치사이에서자료를주고받을수있도록하는입출력전용장치를말한다. 2 가장고성능입 출력방식이라할수있으며, 채널제어기는자기자신의채널프로그램이있으므로여러개의블록을입출력할수있다. 3 데이터전송회로를갖고 CPU 와독립하여동작하며또입출력처리에대한명령을해독하여실행하는작용도갖고있다. 4 채널의기능ᄀ입출력명령해독ᄂ입출력동작을 CPU 와는독립적 ( 비동기적 ) 으로수행한다. ᄃ각입출력장치에명령을지시한다. ᄅ명령의실행을제어한다. 5 채널 (Channel 의종류 ) ᄀ셀렉터채널 (Selector Channel) 고속입출력장치에접속하여대량의자료를고속으로전송한다. ( 자기디스크, 자기테이프, 자기드럼 ) ᄂ바이트멀티플렉서채널 (Byte Multiplexer Channel) 채널과기억장치사이의전송속도는입출력장치의속도에비해매우빠르므로한대의채널이여러개의입출력장치를제어할수있다. 저속입출력장치 (Card Reader, Printer, 키보드 ) ᄃ블록멀티플렉서채널 (Block Multiplexer Channel) 저속입출력장치와고속입출력장치를공용시켜동시에동작한다. 블록단위로자료전송
제 10 장정리기출문제 1. 주기억장치와입 출력장치간에는시간 공간적특성차이가있다. 이에해당되지않는것은? 2014 3( 산업 ) 가. 동작의속도 나. 버스구성 다. 정보의단위 라. 동작의자율성 2. 입출력채널과프로세서가동시에주기억장치를접근하려고하면문제가발생한다. 이때채널의우선순위를높여주어입출력장치의효율을향상시키기위해사용하는것은? 2013 8( 산업 ) 가. DMA 나. 인터럽트 다. 사이클스틸링 라. 핸드세이킹 3. CPU 에의해서입출력이일어나지않고별도의입출력제어기에의해서일어나는입출력은? 2013 3 가. 프로그램에의한 I/0 나. 인터럽트에의한 I/0 다. DMA 제어기에의한 I/0 라. subroutine 에의한 I/0 4. 다음은 DMA와인터럽트에대한설명이다. 잘못설명된것은? 2013 8 가. DMA는기억장치와주변장치사이에직접적인자료전송을제공한다. 나. 대량의자료전송시인터럽트방법은중앙처리기의부담을증가시킨다. 다. DMA는주기억장치에접근하기위해 cycle stealing을한다. 라. DMA과정에서중앙처리장치가 DMA제어기를초기화할때인터럽트가발생한다. 5. 사이클스틸과인터럽트의차이를옳게설명한것은? 2013 6 가. 사이클스틸은주기억장치의사이클타임을중앙처리장치로부터 DMA 가일시적으로빼앗는것으로중앙처리장치는주기억장치에접근할수없다. 나. 사이클스틸은중앙처리장치의상태보존이필요하다. 다. 인터럽트는중앙처리장치의상태보존이필요없다. 라. 인터럽트는정전의경우와는관계없다. 6. 중앙처리장치와입출력장치의처리속도불균형을보완하며, 중앙처리장치를입출력조작에서해방시켜서중앙처리장치본래의일을보다많이할수있도록하기위하여필요한것은? 2013 3( 산업 )
가. 완충제어장치나. 채널다. 제어장치라. 연산논리장치 7. 입출력이실제로일어나고있을때는채널제어기가임의의시점에서볼때마치어느한입출력장치의전용인것처럼운용되는채널은? 2013 6 가. Interlock channel 나. Crossbar channel 다. Selector channel 라. I/O channel 8. 하나의채널에저속의많은입출력장치를구동시키는데알맞은방식으로각입출력장치마다채널을시분할공유하도록하여여러개의입출력장치를동작시킬수있는채널은? 2013 8 가. 실렉터채널 나. 비트멀티플렉서채널 다. 바이트멀티플렉서채널 라. 블록멀티플렉서채널 9. 다음은입출력채널 (Channel) 의종류를분류기준에따라설명한것이다. 옳은것은? 2013 8( 산업 ) 가. 연결형태에따라고정채널과가변채널로구분되며고정채널이가변채널에비해채널효율이낮다. 나. 정보취급방법에따라멀티플렉서모드와버스트모드로구분되며멀티플렉서모드는대량의데이터를고속으로전송하기에적합한방식이다. 다. 입출력장치의설질에따라실렉터채널과멀티플렉서채널로구분되며저속의입출력장치의경우실렉터채널에연결하는것이효율적이다. 라. 채널제어를위한임의의시점에서볼때어느하나의입출력장치를독점운영하는형태의채널을멀티플렉서채널이라한다. 10. 다음중 I/O 채널 (channel) 에대한설명으로틀린것은? 2012 8( 산업 ) 가. DMA 의확장된개념으로볼수있다. 나. multiplexer 채널은고속입출력장치용이고, select 채널은저속입출력장치용이다. 다. I/O 장치는제어장치를통해채널과연결된다. 라. I/O 채널은 CPU 의 I/O 명령을수행하지않고 I/O 채널내의특수목적처리명령을수행한다.
제 11 장병렬처리 1. 병렬처리의개념 1 여러개의프로세서를장착한컴퓨터에서실행될수있는처리방식이다. 2 하나의프로그램에서서로다른태스크 (task) 를동시에처리할수있다. 3 처리부하를분담하고처리속도를향상시킨다. 4 프로그램분할 (partition), 스케줄링 (scheduling), 동기화 (synchronization) 등의새로운문제점이발생한다. 2. 병렬컴퓨터의분류 (1) SISD(Single Instruction stream Single Data stream) 1 한번에하나의명령어와데이터를순서대로처리하는단일프로세서시스템이다. 2 명령어파이프라이닝 (pipelining) 방식, 슈퍼스칼라 (superscalar) 구조를이용하여처리효율을향상시킬수있다. (2) SIMD(Single Instruction stream Multiple Data stream) 1 명령어스트림하나가다수의처리장치에서동시처리되도록제어하는방법이다. 2 처리장치는처리요소기 (PE : processing element) 라고도하며, 내부에독립된데이터기억장치가있다. 3 하나의제어장치는하나의명령어를인출하여해독하고, 여러개의처리장치는여러데이터를동시에인출하여명령어를실행한다. 4 배열처리기 (array processor), 벡터처리기 (vector processor) (3) MISD(Multiple Instruction stream Single Data stream) 1 여러제어장치는동시에여러명령어를인출하여각각해독하고하나의처리장치는여러명령어를실행하여하나의데이터스트림을갖는다. 2 MISD 구조는비현실적이어서범용컴퓨터형태로구현될수없다. (4) MIMD(Multiple Instruction stream Multiple Data stream) 1 다수의처리장치가서로다른명령어를동시에병렬로실행하는형태 2 제어장치들은동시에여러명령어를각각인출하고해독하며, 처리장치들은여러데이터를동시에인출하여각각명령들을실행한다. 3 일반목적의다중프로세서구조 4 각처리장치사이에서데이터의상호교환이자주발생하는밀접결합 (tightly coupled) 형과교환이극히적게발생하는느슨결합 (loosely coupled) 형으로분류된다. 3. 명령어파이프라이닝 (instruction pipeline) 1 한번에하나의명령어만실행하는것이아니라하나의명령어가실행되는도중다른명령어의실행을시작하는방법 2 동시에여러개의명령어를실행한다. 3 하나의명령어를여러단계로나누어처리하므로한명령어의특정단계를처리하는동안다른부분에서는다른명령어의다른단계를처리할수있다. 4 처리속도를향상시킨다.
(1) 4 단계명령어파이프라인명령어인출 (IF : Instruction Fetch), 명령어해독 (ID : Instruction Decode), 오퍼랜드인출 (OF : Operand Fetch), 실행 (EX : Execute) 단계로분리하여수행한다. <4 단계명령어파이프라인시간흐름도 > 첫번째클록주기를제외하고나머지클록은병렬로처리된다. 최대네개의명령어단계가동시에처리된다.
제 11 장정리기출문제 1. 병렬처리컴퓨터의특징으로틀린것은? 2012 5 가. 일부하드웨어오류가발생하더라도전체시스템은동작할수있다. 나. 처리기 (processor) 를 N 개사용하면처리속도가정확히 N 배빨라진다. 다. 프로그램작성이어려워진다. 라. 기억장치를공유할수있다. 2. flynn 의분류법중여러개의처리기에서수행되는인스트럭션 (instruction) 들은각기다르나전체적으로하나의데이터스트림을가지는형태는? 2014 3 가. SISD 나. MISD 다. SIMD 라. MIMD 3. 파이프라인프로세서 (Pipeline processor) 의설명중가장적합한것은? 2013 8 가. 2개이상의명령어를동시에수행할수있는프로세서나. Micro program에의한프로세서다. Bubble memory로구성된프로세서라. Control memory가분리된프로세서 4. 입력태스크 (task) 를일련의서브태스크 (sub task) 로나누어각서브태스크는특별한하드웨어를통해동시에동작할수있도록하여현재디지털컴퓨터의처리능력을크게향상시키는데기여한기법은? 2013 6 가. pipeline 나. dataflow 다. array processing 라. memory hierarchy 5. 명령어파이프라인이정상적인동작에서벗어나게하는일반적인원인이아닌것은? 2012 8 가. 자원충돌 나. 유효주소의계산 다. 데이터의존성 라. 분기곤란
운영체제 제 1 장운영체제개요 1. 운영체제개요 (1) 정의 사람을대신하여컴퓨터시스템의각종자원을보다효율적으로관리하고운영하는시스템소프트웨어 사용자에게최대의편리성을제공하도록하기위한컴퓨터하드웨어와사용자간의매개체역할을하는시스템프로그램 (2) 컴퓨터시스템 4 가지구성요소 1 하드웨어 2 운영체제 (OS) 3 응용프로그램 4 사용자 (3) 운영체제의목적 1) 사용자에게편리한환경제공 2) 시스템의성능향상 1 신뢰도 (reliability) 의향상 2 처리량 (throughput) 의향상 3 응답시간 (response time) 의단축 4 사용가능도 : 사용자가일정기간동안컴퓨터를실제로사용한시간
2. 운영체제의유형별특징 (1) 다중프로그래밍시스템 (Multi-Programming System) 1 하나의 CPU 로여러개의사용자프로그램이마치동시에실행되는것처럼처리하는방식으로한사용자프로그램이입출력장치등 CPU 를필요로하지않는동안, 다른사용자프로그램이그시간에 CPU 를사용하여효율을극대화한다. 2 여러작업을준비상태로두기위해메모리에보관해야하고일정형태의메모리관리가필요하고준비상태의여러작업중하나를선택하기위한결정방법 ( 스케줄링 ) 이필요하다. (2) 시분할시스템 (Time Sharing System) 프로세서스케줄링과다중프로그래밍을사용하여각사용자에게컴퓨터를시간적으로분할하여사용할수있도록한다. (3) 다중처리시스템 (Multi-Processing System) 1 마이크로프로세서여러개를연결해다중프로세서를만들수있다. 이방법은초고속프로세서를사용하지않고도대형컴퓨터의능력을얻을수있다. 2 주 / 종다중처리시스템과대칭적구성다중처리시스템으로구분된다. (4) 분산처리시스템 (Distributed Processing System) 1 시스템마다운영체제와메모리를가지고독립적으로운영되며필요할때통신하는시스템이다. 2 자원공유, 연산속도향상, 신뢰성, 통신등의목적으로여러개의물리적프로세서에연산을분산시킬수있다.
제 1장운영체제개요기출문제 1. 운영체제에대한옳은설명으로만짝지어진것은? 2014 3 ᄀ사용자와시스템간의편리한인터페이스를제공한다. ᄂ자원의효과적인경영을위해스케줄링기능을제공한다. ᄃ운영체제의종류에는 UNIX, LINUX, JAVA 등이있다. ᄅ여러사용자들사이에서자원의공유를가능하게한다. 가. ᄀ, ᄃ나. ᄀ, ᄂ, ᄅ다. ᄀ, ᄃ, ᄅ라. ᄀ, ᄂ, ᄃ, ᄅ 2. 운영체제의수행기능으로옳은내용모두를나열한것은? 2013 8 1 목적프로그램과라이브러리, 로드모듈을연결하여실행가능한로드모듈을만든다. 2 사용자들간에데이터를공유할수있도록한다. 3 사용자와컴퓨터시스템간의인터페이스기능을제공한다. 4 자원의스케줄링기능을제공한다. 가. 1, 2 나. 1, 3, 4 다. 2, 3, 4 라. 1, 2, 3, 4 3. 운영체제의기능으로옳지않은것은? 2013 3 가. 자원보호기능을제공한다. 나. 시스템의오류를검사하고복구한다. 다. 자원의스케줄링기능을제공한다. 라. 사용자와시스템간의인터페이스역할을담당하는하드웨어장치이다. 4. 운영체제의성능평가요인중다음설명에해당하는것은? 2013 6 이것은컴퓨터시스템내의한정된각종자원을여러사용자가요구할때, 어느정도신속하고충분히지원해줄수있는지의정도이다. 이는사용가능한하드웨어자원의수나다중프로그래밍정도등의요소가좌우하는것으로같은종류의시스템자원수가많을경우에는이것이높아질수있다. 가. Throughput 나. Turn around Time 다. Availability 라. Reliability
5. 다음의운영체제운용기법중라운드로빈 (Round Robin) 방식과가장관계되는것은? 2014 3 가. 일괄처리시스템 나. 시분할시스템 다. 실시간처리시스템 라. 다중프로그래밍시스템 6. 하나의 CPU 는같은시점에서여러개의작업을동시에수행할수없기때문에 CPU 의전체사용기간을작은작업시간량 (time slice) 으로나누어서그시간량동안만번갈아가면서 CPU 를할당하여각작업을처리하는기법은? 2013 3 가. 실시간처리시스템 나. 시분할시스템 다. 다중처리시스템 라. 일괄처리시스템 7. 다중처리기운영체제형태중주 / 종 (Master/Slave) 처리기에대한설명으로옳지않은것은? 2014 3 가. 종프로세서가운영체제를수행한다. 나. 주프로세서가고장이나면시스템전체가다운된다. 다. 하나의프로세서를주프로세서로지정하고, 다른처리기들은종프로세서로지정하는구조이다. 라. 주프로세서만연산과입출력을수행하기때문에비대칭구조를갖는다. 8. 운영체제의운영기법중동시에프로그램을수행할수있는 CPU 를두개이상두고각각그업무를분담하여처리할수있는방식을의미하는것은? 2013 8 가. Multi-Processing System 나. Time-Sharing System 다. Real-Time System 라. Multi-Programming System 9. 분산운영체제에대한설명으로옳지않은것은? 2014 3 가. 시스템변경을위한점진적인확대용이성나. 고가의하드웨어에대한여러사용자들간의공유다. 빠른응답시간라. 향상된보안성
10. 강결합 (Tightly-coupled) 시스템과약결합 (Loosely-coupled) 시스템에대한설명으로옳지않은것은? 2014 3( 산업 ) 가. 약결합시스템은각각의시스템이별도의운영체제를가진다. 나. 강결합시스템은각프로세서마다독립된메모리를가진다. 다. 강결합시스템은하나의운영체제가모든처리기와시스템하드웨어를제어한다. 라. 약결합시스템은메시지를사용하여상호통신을한다.