운영체제 : Ch 1.2 Overview of Computer System Structure

Computer System Organization

• Computer System Operation

- 공유 메모리에 대한 액세스를 제공하는 공통 버스를 통해 하나 이상의 CPU, device controller 연결

- 메모리 사이클을 위해 경합하는 CPU 및 디바이스의 동시 실행

Computer-System Operation

- I/O 장치와 CPU를 동시에 실행할 수 있다

- 각 device controller는 특정 장치 유형을 담당

- 각 device controller에는 로컬 버퍼 존재

- 각 device controller 유형에는 이를 관리할 운영 체제 device driver가 있다

- CPU가 메인 메모리에서 로컬 버퍼로 데이터를 이동

- device controller가 CPU에 인터럽트를 유발하여 작업을 완료했음을 알린다.

Common Functions of Interrupts

- Interrupt는 일반적으로 모든 서비스 루틴의 주소를 포함하는 Interrupt 벡터를 통해 인터럽트 서비스 루틴으로 제어를 전송한다.

- 인터럽트 아키텍처는 인터럽트된 명령의 주소를 저장해야한다.

- trap 또는 exception는 오류 또는 사용자 요청에 이해 발생한 소프트웨어 생성 인터럽트이다.

 

- >운영체제는 인터럽트 기반이다!!

Interrupt Handling

- 운영체제는 registers와 program counter를 저장하여 CPU의 상태를 유지한다.

- 발생한 인터럽트 유형을 결정한다.

- 개별 코드 세그먼트(ISR1, ISR2,...)에 따라 각 인터럽트 유형에 대해 취해야 할 조치가 결정된다.

 

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CPU의 현재 상태를 저장(registor, program counter)하여 스택에 쌓기

-> jump to ISR

-> 실행 후 작업 완료 알림

-> 다시 스택으로 돌아가 CPU 그 전 상태로 복귀

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I/O Structure

•  I/O 시작 후 I/O 완료 시에만 제어가 사용자 프로그램으로 돌아간다.

- Wait instruction은 다음 인터럽트가 발생할 때까지 CPU를 유휴 상태로 유지시킨다.

- 대기 루프(메모리 엑세스 경합)

- 한번에 최대 하나의 I/O요청이 처리되지 않고 동시에 처리되지 않음

 

• I/O가 시작되면 I/O 완료를 기다리지 않고 제어가 사용자 프로그램으로 돌아간다. => 더 효율적인 방식!!

- System call : 사용자가 I/O 완료를 기다릴 수 있도록 OS에 요청

- Device-Status table 에는 유형, 주소 및 상태를 나타내는 각 I/O장치의 항목이 포함된다.