'기억장치 사상방식'에 해당되는 글 2건

공부



보조기억장치

등각속도 (CAV)
 - 일정한 속도로 회전하는 상태에서 트랙의 위치에 관계없이 데이터를 동일한 비율로 액세스
 - 각 트랙은 다수의 섹터로 이루어져 있고 각 섹터들은 일정 공간을 두어 구분
   장점 : 디스크를 읽고 쓰는 장치가 간단하다
   단점 : 트랙의 바깥쪽이 안쪽보다 길지만 동일한 비트의 데이터를 저장하기 때문에 저장 공간 낭비가 생긴다

등선속도 (CLV)
 - 낭비되는 공간 없이 균일하게 데이터 저장
 - 바깥 쪽 트랙 부분은 더 넓은 저장 공간에 더 많은 데이터를 저장
 - 트랙의 위치에 따라 시스크 회전 속도 변경, 저장된 데이터의 읽기 속도를 동일하게 한다
 - 오디오나 비디오 데이터와 같이 일정한 속도로 읽고 써야하는 광학 저장장치에 주로 사용된다

디스크 접근시간 = 탐색시간 + 회전지연 + 데이터 전송시간


RAID 구성 : 여러개의 디스크를 묶어서 속도와 신뢰도를 보장 할 수 있는 구성방식

RAID 0 : 데이터를 분산 처리해서 저장하는 방식
 - 앞에 것을 읽을 때 뒤의 디스크는 탐색시간과 회전 지연 시간이 없기에 다른 데이터를 빠르게 전송 가능
   장점 : 데이터 읽고 쓰기 성능이 우수하다, 성능과 용량을 우선시 한다
   단점 : 어떠한 오류도 복구하지 못한다

RAID 1 : 똑같은 데이터를 미러링 해놓은 방식
 - 하나의 디스크 손상이 생겨도 복사본이 있기때문에 쉽게 복구 가능
 - 읽기는 번갈아가면서 읽기에 2배 빠르고, 쓸때는 두 곳에 저장해야하기 때문에 쓰기는 오래거린다

RAID 2 : RAID 1을 개선하여 각각의 볼륨상의 패리티 비트를 저장 하는 방식

RAID 3 
 - RAID 2의 경우 패리티를 저장하기 위해 공간이 너무 많이 소모되기에 각 볼륨의 패리티를 모아서
   하나의 패리티 디스크를 만드는 방식

RAID 4
 - RAID 3에서 패리티 연산 방식을 블록별로 단순화 시켜서 빠르게 계산 할 수 있도록 만든 방식

RAID 5
 - 패리티 계산을 하는 2,3,4 중에 3,4 구성의 경우 패리티 체크를 위해 패리티 시스크를 계속 액세스하여
   패리티 디스크에 부담이 많아지기에 패리티 자체도 분산처리 하도록 만든 방식

RAID 6
 - 패리티 자체도 안전하게 2개로 분산하여 저장하도록 하는 방식, 볼륨을 RAID 5보다 하나 더 써야하지만
   아주 높은 신뢰성을 제공한다



입력과 출력

입출력 모듈(I/O Modual) : 입출력 장치가 느리기 때문에 CPU와 입출력 장치 사이에서 도움을 주는 역활

입출력 모듈의 기능
 - 입출력 장치의 제어 와 타이밍 조정
 - 중앙 처리장치와의 통신
 - 입출력 장치들 과의 통신
 - 데이터 버퍼링 기능을 수행
 - 오류 검출

입출력 장치의 주소지정

1) 기억장치-사상방식 (Memory-mapped)
 - 입출력 장치와 주기억 장치가 하나의 주소 공간을 공유
 - 구분이 쉽고 제어가 간단하다
 - 기억장치의 주소공간이 감소하므로 전체적인 성능 저하 우려

2) 분리형 입출력 방식 (isolated I/O 또는 I/O mapped)
 - 기억장치와 입출력 장치의 주소공간을 따로 할당 하는 방식
 - 기억장치 공간을 최대로 활용
 - 주소 공간 구분 명령어로 인해 처리가 복잡해진다


스트로브(Strobe) 신호
 - 송신측에서 데이터를 전송할 때 전송되는 것을 수신측에 알려주기 위한 별도의 신호

입출력 제어 기법
 - 중앙 처리 장치가 직접 입출력 장치를 제어하는 방식
 - 주기억 장치와 입출력 장치가 직접적으로 데이터를 교환하는 직접 기억장치 액세스(DMA) 방식
 - 별도의 입출력 프로세서가 입출력 장치를 제어하는 방식

DMA (직접 기억장치 액세스)
 - CPU 개입없이 명령어, 주소, 계수를 주면 계수만큼 데이터를 전송해서 알려주는 방식
 - CPU가 다른 일을 함으로써 전체적인 성능이 향상된다

시스템 버스
 - 버스의 폭 : 버스 선의수를 말한다, 한번에 전송할 수 있는 데이터 양
 - 버스의 대역폭 : 버스의 속도, 단위별 전송할 수 있는 데이터 양

데이터 버스 : 데이터를 전송하는데 사용
 -> 선이 늘어나면 : 한번에 많은 데이터 전송 가능

주소 버스 : 입출력 하기 위해 주소 셀을 지정할 때 사용
 -> 선이 늘어나면 : 선택할 수 있는 셀이 늘어나기 때문에 기억장치 용량이 늘어난다

제어버스 : 입출력 할때 각종 제어신로를 처리, 읽기, 쓰기 명령어랑 입출력 전송확인 하는 것

컴퓨터에 사용되는 주요 제어 신호
 - 기억 장치 읽기 / 쓰기
 - 입출력 읽기 / 쓰기
 - 전송 확인
 - 버스 요구
 - 버스 승인
 - 인터럽트 요구
 - 인터럽트 확인
 - 클록
 - 리셋

버스 마스터
 - 버스 사용의 주체가 되는 중앙 처리장치, 입출력 모듈 등의 요소
 - 시스템 버스에 연결된 컴퓨터의 기본 장치들을 말한다

버스 중재
 - 여러 장치가 동시에 버스를 사용하려는 경우에 각 장치들이 순서대로 버스를 사용하도록 제어해 주는 기능

중재 버스 : 버스 중재를 위한 제어 신호 선들의 집합 (버스 요구, 승인, 사용중 신호)

버스 경합
 - 여러개의 버스 마스터들이 동시에 시스템 버스의 사용을 요구하는 경우, 버스 경합이 발생

버스 중재기
 - 버스 중재를 수행하는 하드웨어 모듈



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입출력 장치의 주소지정

CPU는 입출력장치의 주소를 보고 장치를 구분한다.
주소 사용 범위 : 0~1024

주소를 지정할때 두가지 방식이 있다.

1. 기억장치 사상방식 (memory-mapped)

입출력 장치와 주기억 장치가 하나의 주소 공간을 공유해서 사용.
일부 주소는 기억장치, 일부는 기억장치가 사용한다.

장점
구조가 쉽고 관리하기 쉽다.

단점
주소가 한정되어있어 주기억 장치 확장 할때 문제가있다.



2. 분리형 입출력방식 (I/O mapped)

입출력 주소와 기억장치 주소가 각각 따로 존재한다.

장점
기억장치 용량이 늘어나기 때문에 더 큰 프로그램 수행가능

단점
기억장치 주소와 입출력 주소를 구분하기 위해서 명령어를 사용해야한다.
명령어가 늘어나면 제어하는 장치도 늘어나야되서 하드웨어가 복잡해진다.
즉, CPU 구조가 복잡해진다.

 


 

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황영종

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