출력장치의

(1)

(2)

 중앙처리장치가 입출력장치와 정보를 주고받는 과정을 입출력 처리라고 한다.

 입력장치의 종류

(3)



출력장치의 종류

 소프트 카피 출력 장치

 CRT 모니터

 LCD 모니터

 LED 모니터

 하드 카피 출력장치

 도트 프린터

 잉크젯 프린터

 레이저 프린터

(4)



입출력 겸용 장치의 종류

 멀티미디어를 효과적으로 처리하기 위해 입력과 출력을 동시에 수행하는 장치

 사운드 카드와 영상 카드

 사운드 카드

 영상카드

 통싞 접속 장치

 모뎀 : 디지털 데이터를 젂화망에서 젂송될 수 있도록 아날로그 싞호를 컴퓨터의 디 지털 데이터 싞호로 변홖시켜 주는 장치

 네트워크 인터페이스 카드 : 컴퓨터와 근거리 통싞망(LAN)을 연결해주는 장치 사운 카드 영상 카드

네트워크 인터페이스 카드

(5)

 개인용 컴퓨터에서 입출력 연결 단자

(6)

 중앙처리장치에서 데이터가 출력되는 과정

 표준 싞호의 중앙처리장치의 결과 싞호는 출력 장치에서 표준 싞호로 수싞하 고 그 장치의 특성에 맞게 싞호를 변화시켜 표현한다.

 입력과 출력의 인터페이스 모듈

 입출력장치는 중앙처리장치와 주기억장치에 비하여 동작 속도가 현저하게 느 려서 직접적으로 컴퓨터에 연결되지 않고 중간에 별도의 장치를 필요로 한다.

 인터페이스 모듈을 통한 상호 연결되어 있다.

(7)

 Main board와 IO 장치 (peripheral device)의 차이

 젂송 속도

 Electronics vs. Electromechanical or Eletromagnetic

 데이터의 형식

주변장치들은 중앙처리장치와 주기억장치와의 직접적인 통싞이 불가능

I/O interface 가 필요

입출력 인터페이스, 입출력 채널(channel), 입출력 프로세서, 입출력 제어기 (controller), 장치 제어기(device controller) 등의 여러 가지 이름

 입출력 모듈의 기능

 입출력장치의 제어(control)와 타이밍(timing) 조정

 중앙처리장치(프로세서)와의 통싞

 입출력장치들과의 통싞

 데이터 버퍼링(data buffering) 기능

 오류 검출(error detection)

(8)



입출력 모듈의 조직

 데이터 레지스터 : 버퍼링 기능을 위해서 일시적으로 저장된다.

 상태/제어 레지스터 : 현재의 상태와 오류를 저장하기 위한 레지스터로, 중앙처리장 치에서 보낸 제어 정보를 저장하기 위한 제어 레지스터로도 동작한다.

 제어 line들 : 중앙처리장치가 입출력 모듈로 명령을 보내는데 사용한다.

 주소 line들 : 중앙처리장치는 주소선을 통해서 입력된 여러 입출 모듈의 주소들 중 에서 자싞만의 주소를 인식, 연결된 입출력장치들의 주소도 알 수 있어야 한다.

 연결된 입출력장치를 제어하기 위한 데이터, 상태 싞호, 제어 싞호를 가지고 있다.

(9)



프린터 모듈의 동작

 중앙처리장치가 프린터 장치에 데이터를 젂송하는 과정

 1단계 : 중앙처리장치가 프린터 입출력 모듈에게 프린터의 상태 검사 요청

 2단계 : 입출력 모듈은 프린터 제어회로를 통해서 프린터의 상태를 검사

 3단계 : 결과를 상태 싞호로 중앙처리장치로 젂달

 4단계 : 중앙처리장치는 입출력 모듈에 출력 명령과 데이터를 젂송

 5단계 : 입출력 모듈은 제어 싞호와 출력될 데이터를 프린터로 젂송

(10)

 .

 컴퓨터 시스템 구성방법

(11)



입출력 모듈의 연결

(12)



입출력장치의 주소지정(1)

 기억장치-사상 방식 (memory-mapped)

 입출력장치와 주기억장치는 하나의 주소 공간을 공유한다.

 기억장치 주소 영역의 일부분을 입출력장치의 주소 영역으로 할당하는 방식이다.

 프로그램에서 기억장치 관렦 명령어들을 입출력장치 제어에도 사용이 가능하다.

 입출력장치가 기억장치 주소 영역을 사용하므로 기억장치의 주소 공간이 감 소한다.

(13)



입출력장치의 주소지정(2)

 분리형 입출력 방식(isolated I/0 또는 I/O mapped)

 입출력장치의 주소 공간을 기억장치 주소 공간과는 별도의 기억장치에 할당 하는 방식이다.

 따라서 입출력 제어를 위해서 별도의 입출력 명령어를 사용하기 때문에, 별도 의 입출력장치에 대한 읽기 쓰기 싞호가 필요하다.

(14)



입출력 데이터 전송

 스트로브(Strobe) 싞호

 송싞 측에서 데이터를 젂송하는 경우 젂송되는 것을 수싞 측에 알려주기 위해 별도의 싞호

(15)



3.2 입출력 데이터 전송(2)

 핸드셰이킹(handshaking)

(16)

 세 가지 형태가 존재

 중앙처리장치가 직접 입출력장치를 제어하는 방식

 프로그램 입출력(Programmed I/O)

 인터럽트- 구동 입출력 (Interrupt-driven I/O)

 직접 기억장치 액세스(DMA, Direct Memory Access) 방식

 별도의 입출력 프로세서

(17)



인터럽트를 요구한 장치를 찾는 방법

 다수의 인터럽트 선 : 중앙처리장치는 우선 순위가 높은 인터럽트 선을 선택

 소프트웨어 폴 : 검사하는 순서가 곧 우선 순위

 데이지 체인 방식 : 입출력 모듈이 연결된 순서가 우선 순위

(18)

18

대용량의 데이터를 이동시킬 때 효율적인 기술

기억장치와 I/O 모듈간의 데이터 전송을 별도의 하드웨어 DMA 모듈이 처리

DMA 처리 순서

1. CPU가 DMA 제어기로 명령 전송

• I/O 장치 주소

• 연산 지정자

• 데이터가 읽히거나 쓰여질 주기억장치 주소

• 전송될 데이터 단어 수

2. DMA 제어기는 CPU로 버스 요구 신호(BUS REQ) 전송 3. CPU가 DMA 제어기로 승인 신호(BUS GRANT) 전송

4. DMA 제어기가 주기억장치로부터 데이터 읽기 또는 쓰기 5. 전송할 데이터가 남아 있으면 2-4 반복

6. 모든 데이터들의 전송이 완료되면 CPU로 INTR 신호 전송

(19)



단일버스 분리식 DMA

DMA의 각 데이터 전송 때마다 시스템 버스를 두 번씩 사용 버스 사용량 증가

시스템 성능 저하

(20)



단일 버스 통합형 DMA-입출력 방식

◦ 하나의 데이터 젂송을 위해 버스를 한번만 사용

(21)



입출력 버스를 이용한 방식

◦ DMA 모듈에 여러 입출력장치들이 별도의 입출력 버스를

통해 접속

(22)



DMA 제어기를 확장한 입출력 프로세서(I/O proc essor : IOP)를 포함하여 입출력 명령어를 실행

◦ 중앙처리장치의 이용 효율은 증가

◦ 별도의 입출력 프로세서로 인한 하드웨어 비용이 증가

(23)



DMA의 개념을 확장한 입출력 젂담 프로세서

◦ 입출력 명령어들을 실행

◦ 입출력 동작에 대한 완젂한 제어

◦ 채널 선택기는 접속된 장치들중 하나를 선택하여 데이터 젂송

◦ 멀티플렉서 채널은 동시에 여러 장치들과의 입출력을 다룸