[OS] KOCW 운영체제 강의 정리 (3) | Chapter 2. System Structure & Program Execution (2)

 

Chapter 2.  System Structure & Program Execution (2)

 

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💡 컴퓨터 시스템 구조 (2)

 

Program Counter

• CPU 안에 있는 Register 중의 하나로서, 다음에 실행할 instruction의 주소를 가지고 있어 실행할 기계어 코드의 위치를 지정한다.
• 다른 말로는 명령어 포인터 (instruction pointer)라고도 불린다.
• 일반적으로 Program counter는 명령을 마칠때마다 주소값이 1씩 증가하게 된다.

 

동기식 입출력과 비동기식 입출력

 

1. 동기식 입출력 (Synchronous I/O)
   • I/O 요청 후 입출력 작업이 완료된 후에야 제어가 사용자 프로그램에 넘어가며, 다음 작업을 수행할 수 있음.
   • 구현 방법 1
     • I/O가 끝날 때까지 CPU를 낭비시킴
     • 매 시점 하나의 I/O만 일어날 수 있음.
   • 구현 방법 2
     • I/O가 완료될 때까지 해당 프로그램에게서 CPU를 빼앗음
     • I/O 처리를 기다리는 줄에 그 프로그램을 줄 세움.
     • 다른 프로그램에게 CPU를 줌.
2. 비동기식 입출력 (Asynchronous I/O)
   • I/O가 시작된 후 입출력 작업이 끝나기를 기다리지 않고 제어가 사용자 프로그램에 즉시 넘어가 다음 작업을 수행할 수 있음.

--> 두 경우 모두 I/O의 완료는 인터럽트로 알려줌.

 

DMA Controller

• I/O의 과도한 interrupt를 방지하기 위한 Controller
• 빠른 입출력 장치를 메모리에 가까운 속도로 처리하기 위해 사용.
• CPU의 중재 없이 device controller가 device의 buffer storage의 내용을 메모리에 block 단위로 직접 전송.
• 바이트 단위가 아니라 block 단위로 인터럽트를 발생시키며, 이로 인해 CPU를 좀 더 효율적으로 사용할 수 있도록 도와줌.

 

서로 다른 입출력 명령어

• I/O를 수행하는 special instruction에 의해
• Memory Mapped I/O에 의해

 

저장장치 계층 구조

• internal 기억장치들은 주로 휘발성 기억장치들, external 기억장치들은 주로 비휘발성 기억장치로 구성된다.
• CPU가 직접 접근 가능한 primary 저장장치들은 register, cache memory, main memory 이렇게 세가지 이다.
• 용량이 적을수록 속도도 빠르고 가격이 비싸며, 용량이 클수록 속도도 느리고 가격이 저렴하다.
• register와 main memory간의 속도 차이를 줄이기 위해 cache memory 를 사용한다.

 

프로그램의 실행 (Memory Load)

• 각 프로그램마다 독자적인 주소 공간이 생기며, 그 안에는 stack, data, code로 영역이 나누어져 있다.
• stack : 함수를 호출하거나 리턴할때 데이터를 임시 보관하는 영역
  • 사용자 프로그램마다 커널 스택을 따로 사용함.
• data : 변수, 전역 변수 저장. 프로그램이 사용하는 자료구조 영역.
  • 프로세스를 관리하기 위한 자료구조(PCB) 저장
  • CPU, Memory, Disk를 관리하기 위한 자료구조 저장.
• code : 프로그램의 기계어 코드를 저장하는 영역. 커널 코드
  • 시스템 콜, 인터럽트 처리 코드
  • 자원 관리를 위한 코드
  • 편리한 서비스 제공을 위한 코드

 

사용자 프로그램이 사용하는 함수

• 함수 (function)
  1. 사용자 정의 함수
     • 자신의 프로그램에서 정의한 함수
  2. 라이브러리 함수
     • 자신의 프로그램에서 정의하지 않고 갖다 쓴 함수
     • 자신의 프로그램의 실행 파일에 포함되어 있다.
  3. 커널 함수
     • 운영체제 프로그램의 함수
     • 커널 함수의 호출 = 시스템 콜

 

프로그램의 실행

 

 

 

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⬇︎⬇︎ 강의 링크 ⬇︎⬇︎

http://www.kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1046323 

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