[운영체제] 저장장치 / 인터럽트(interupt)

RAM

주 메모리

• 휘발성 메모리임 (전원을 끄면 데이터가 사라짐)
• 메인보드에 부착되어있음
• DRAM (Dynamic RAM)
  • 불안전함
  • 저렴
  • 재충전 필요
  • 속도가 느림
  • 데이터가 일정 시간이 지나면 사라짐
• SRAM (Static RAM)
  • 속도가 빠름
  • 1bit 짜리 저장소를 연결한 것
  • 안정적임
  • 비쌈
  • 전력이 공급되는 동안 데이터 보관 가능
  • 캐시메모리도 SRAM중 하나임
• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
  • DRAM의 종류 중 하나
  • 클록틱(펄스)이 발생할 때 마다 데이터를 저장하는 동기식 DRAM
  • 클록틱은 메인보드의 클록틱을 말한다 (CPU는 너무 빨라서 못따라감)

보조 메모리

• 비휘발성 메모리
• 플래시 메모리 (반도체)
  • 디지털 카메라, MP3, USB와 같이 전력 없이도 데이터 보관이 가능
• SSD
  • 가격이 비싸다
  • 데이터 접근 속도, 저전력, 높은 내구성이 뛰어남
  • 하드디스크를 대신할 정도

ROM

• Read Only Memory : 읽기만 가능하다
• 마스크 롬
  • 이미 데이터가 적재되어있어서 새로 쓰거나 지울 수 없음
• PROM (Programmable ROM)
  • ROM Writer(전용 기계)를 이용하여 데이터를 한번만 저장할 수 있음
• EPROM (Erasable Programmable ROM)
  • 데이터를 여러번 쓰고 지울 수 있음
  • 자외선 등을 이용
• EEROM
  • 전기 작업으로 데이터를 쓰고 지울 수 있음
  • USB,, SSD 등

MEMORY

• 데이터를 쓰고 지울 수 있는 ROM은 수명이 있음
• 메모리 보호를 위해 ‘한계 레지스터’와 ‘경계 레지스터’ 를 사용
• 메모리 보호란, 여러 프로그램의 자원이 섞이지 않게 보호하는 것이다.

메모리 부팅

• 컴퓨터가 켜졌을 때 운영체제를 메모리에 올리는 과정
• 롬이 작업
  1. 하드웨어 점검
  2. 메모리에 부트스트랩 로더
  3. 로더가 운영체제를 실행 (메모리에 로드)

버퍼

• 속도 차이가 있는 두 장치 사이에서 차이를 완화
• 하나의 임시 저장소임
• 저장소라서 용량이 정해져있음
• 일정량의 데이터를 모아 옮김

ex) 렉걸릴 때 키보드를 와다다다 누르면 키보드로 눌렀던 내용이 우다다다 쳐짐

스풀

• CPU와 입출력 장치 사이의 버퍼
• 하나의 버퍼라서 저장공간이 있음

ex) 스풀러 : 10장 프린트하기 실행 → 스풀러로 5장 옮겨짐 → PC를 끔 → 스풀러에 있던 5장은 계속 출력 됨

캐시

• 비싸서 용량이 적음
• CPU와 메모리 사이의 버퍼 (FSB와 BSB의 속도 차이 완화)
• 메모리의 데이터를 미리 가져와 저장해두는 저장소
• 메모리까지 가지 않고 데이터를 찾게 도와준다
• 캐시 히트 : 캐시에서 원하는 데이터를 바로 찾음 (속도가 빠름)
• 캐시 미스 : 원하는 데이터가 캐시에 없어서 메모리에 가서 데이터를 찾음 (캐시에서 해결X, 속도가 느림)
• 캐시 적중률 : 캐시 히트가 되는 비율은 90%~95% 로 굉장히 높은 편

L1 캐시, L2 캐시

• onchip 캐시 (cpu안에 내장된 캐시)
• cpu와 가까울수록 Ln숫자가 작다
• L1 캐시 (특수 캐시) : CPU 레지스터와 연결되어있다. (아예 CPU안에 있기도 하다)
• L2 캐시 (일반 캐시) : 메모리와 연결되어있다

저장장치의 계층구조

• 속도가 빠르고 비싼 저장장치는 CPU와 가깝게,
• 싸고 용량이 큰 저장장치는 멀게
• 구조
  • CPU
  • 레지스터
  • 캐시
  • 메모리
  • 저장장치 (하드디스크, USB 등)

인터럽트

• 입출력 관리자가 CPU에 보내는 신호
• 입출력 하는 동안에는 CPU가 다른 작업을 할 수 있음

인터럽트 번호

• 인터럽트 리퀘스트
• 주변 장치 중 어떤 것의 작업이 끝났는지를 COU에게 알려주기 위해 사용하는 번호
• I.O. 뿐만 아니라 에러 종류별로 번호가 엄청 많음

인터럽트 벡터

• 여러개의 인터럽트를 하나의 배열로 만든 것

인터럽트 동작 과정

• CPU 가 입출력 관리자에게 입출력 명령
• 입출력 관리자에게 입출력 명령이 넘어가면서 CPU는 다른 일을 수행
• 명령을 받은 입출력 관리자는 명령을 실행
• 입력이 완료되거나 오류가 있으면 CPU에 신호를 보냄 (인터럽트)