정보처리기능사 20. 채널/DMA

채널(Channel)

채널은 CPU가 직접 입출력을 관리하는 대신, 입출력 장치와 주기억장치 간의 데이터 전송을 독립적으로 수행하는 역할을 한다. 이는 CPU의 부담을 줄이고, CPU와 입출력 장치 간의 속도 차이로 인한 문제를 해결한다.

채널의 기능

• CPU로부터 입출력 명령을 받아 독립적으로 실행
• 주기억장치에 직접 접근하여 데이터를 전송
• CPU의 입출력 부담을 줄이고 효율적인 데이터 전송을 수행

채널의 종류

1. Selector Channel (선택 채널)
   • 고속 입출력 장치를 위한 채널
   • 특정한 한 개의 장치를 독점하여 입출력 수행
2. Multiplexer Channel (다중 채널)
   • 저속 입출력 장치를 위한 채널
   • 여러 개의 입출력 장치를 동시에 제어
   • Byte Multiplexer Channel이라고도 불림
3. Block Multiplexer Channel
   • 고속 입출력 장치를 위한 채널
   • 동시에 여러 개의 입출력 장치를 제어 가능

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DMA (Direct Memory Access, 직접 메모리 접근)

DMA는 CPU의 개입 없이 입출력 장치가 직접 메모리와 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 방식이다. 이를 통해 CPU가 입출력 작업에 매번 개입하지 않고 다른 연산을 수행할 수 있어 시스템의 전반적인 속도를 향상시킨다.

DMA의 동작 방식

1. CPU가 DMA 컨트롤러에게 입출력 작업을 지시
2. DMA 컨트롤러가 메모리와 입출력 장치 간 데이터 전송 수행
3. 전송이 완료되면 인터럽트를 발생시켜 CPU에 알림

DMA의 주요 구성요소

• 인터페이스 회로: 입출력 장치와 연결되는 회로
• 주소 레지스터: 데이터 전송 대상 주소 저장
• 데이터 카운터 레지스터: 전송할 데이터 크기 저장
• 제어 레지스터: 데이터 전송 방식 및 제어 정보 저장
• 데이터 레지스터: 전송할 데이터 저장

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스풀링 (Spooling)

스풀링은 저속 입출력 장치(예: 프린터)와 고속 CPU 간의 속도 차이를 해결하기 위한 기법이다. 이를 통해 CPU는 입출력 작업을 기다리지 않고 다른 작업을 수행할 수 있다.

스풀링의 동작 방식

1. 고속의 CPU가 데이터를 스풀(Spool) 영역(디스크 또는 메모리)에 저장
2. 저속의 입출력 장치가 자신의 속도에 맞춰 데이터를 출력
3. CPU는 대기하지 않고 다른 작업 수행 가능

스풀링은 주로 프린터, 배치 처리 시스템 등에서 사용되며, 입출력 성능을 최적화하는 중요한 기법이다.

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20.채널DMA.pdf

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