8. 입출력장치

1. 장치 컨트롤러와 장치 드라이버

• 장치 컨트롤러
  • 장치 컨트롤러란? : 입출력장치와 컴퓨터 내부와 정보를 주고받음
  • 장치 컨트롤러 사용하는 이유 : 입출력장치 규격화가 어려움, 전송률 차이
  • 장치 컨트롤러 기능 : 
    • CPU와 입출력장치 간의 통신 중개
    • 오류 검출
    • 데이터 버퍼링 : 임시 저장공간에 저장하여 장치간 전송률을 비슷하게 맞추는 방식
  • 장치 컨트롤러 구조
    • 데이터 레지스터 : CPU와 입출력장치 사이에 주고받을 데이터가 담기는 레지스터
      • 상태 레지스터 : 입출력 장치 상태(준비,완료,오류) 저장하는 레지스터
      • 제어 레지스터 : 입출력장치가 수행할 내용에 대한 제어 정보와 명령을 저장

• 장치 드라이버 : 장치 컨트롤러가 컴퓨터 내부와 정보를 주고받을 수 있게 하는 프로그램

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2. 다양한 입출력 방법

1. 프로그램 입출력 : 프로그램 속 명령어로 입출력장치를 제어하는 방법
   • 메모리 맵 입출력 : 메모리에 접근하기 위한 주소 공간과 입출력장치에 접근하기 위한 주소 공간을 하나의 주소 공간으로 간주하는 방법
   • 고립형 입출력 : 메모리를 위한 주소 공간과 입출력장치를 위한 주소 공간을 분리하는 방법
2. 인터럽트 기반 입출력 : 인터럽트로써 입출력을 수행하는 방법
   • 선착순
   • 우선순위 순 -> PIC가 판별해줌(프로그래머블 인터럽트 컨트롤러)
3.  DMA 입출력 : CPU를 거치지 않고 메모리와 입출력장치 간의 데이터를 주고받는 입출력 방식
   • DMA 컨트롤러 필요

 

• 입출력 버스 : 입출력장치와 컴퓨터 내부를 연결 짓는 통로
  • 시스템 버스 사용 빈도를 줄임
  • 종류
    • PCI 버스
    • PCI Express(PCIe) 버스