[CS 이론] 운영체제(2)

 

컴퓨터 시스템 구조

 : 컴퓨터(CPU + Memory) + I/O device(Disk, 모니터, 키보드, 마우스 ... )

 

---

 

Device Controller

• I/O device Controller
  • 각각의 I/O device 들에 붙어있는 작은 CPU
  • 제어 정보를 위해 control register, status register 를 갖는다.
  • local buffer(device controller 의 작업 공간) 를 갖는다.
• I/O 는 실제 device 와 local buffer 사이에서 일어남
• Device controller 는 I/O 가 끝났을 경우 interrupt 로 CPU 에 그 사실을 알린다.

 

I/O 수행

• 모든 입출력 명령은 특권 명령
• 사용자 프로그램은 어떻게 I/O를 하는가?
  • 시스템콜(System call)
    • 사용자 프로그램은 운영체제에게 I/O 요청
  • trap을 사용해서 인터럽트 벡터의 특정 위치로 이동
  • 제어권이 인터럽트 벡터가 가리키는 인터럽트 서비스 루틴으로 이동
  • 올바른 I/O 요청인지 확인 후 I/O 수행
  • I/O 완료 시 제어권을 시스템콜 다음 명령으로 옮김

 

인터럽트(Interrupt)

• 인터럽트 당한 시점의 레지스터와 Program Counter 를 save 한 후 CPU 의 제어를 인터럽트 처리 루틴에 넘긴다.
• Interrupt(하드웨어 인터럽트) : 하드웨어가 발생시킨 인터럽트
• Trap(소프트웨어 인터럽트)
  • Exception : 프로그램이 오류를 범한 경우
  • System call : 프로그램이 커널 함수를 호출하는 경우
• 인터럽트 벡터 : 해당 인터럽트의 처리 루팀 주소를 가지고 있다.
• 인터럽트 처리 루틴(인터럽트 핸들러) : 해당 인터럽트를 처리하는 커널 함수

 

Registers

CPU 안에는 Memory 보다 빠르면서 정보를 저장할 수 있는 작은 공간들

 

mode bit

CPU 에서 실행되는 것이 운영체제인지 사용자 프로그램인지 구분

 

DMA Controller & memory Controller

CPU 가 Interrupt 를 많이 당하면 빠른 장치임에도 불구하고 비효율적으로 일하게 된다.

DMA(Direct Memory Access) Controller 를 둔다.

DMA Controller 도 메모리에 접근해서 일을 하기 때문에 CPU와의 충돌을 피하기 위해 memory Controller 가 존재한다.