정보처리 산업기사 필기 기출 보기 20190303 필기 (21~40)

2과목 : 전자 계산기 구조

메모리 인터리빙(Memory Interleaving)

CPU가 각 모듈로 전송할 주소를 교대로 배치한 후 차례대로 전송하여 여러 모듈을 병행 접근하는 기법

메모리 인터리빙의 장점

• 중앙처리장치의 쉬는 시간을 줄일 수 있고, 단위시간당 수행 명령의 수를 증가
• 기억장치 접근 효율 증가

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논리 Shift

데이터의 직렬 전송(Serial Transfer)에 사용

Rotate

문자 위치를 변환할 때 사용

산술 Shift

2^n으로 곱하거나 나눌 때 사용

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기억장치의 특성 결정 요소

기억 용량

성능당 경비 비율이 적은 것을 사용하는것이 좋음

Access Time

읽기 요청이 발생한 시간부터 요구한 정보를 꺼내서 사용 가능할 때까지의 시간

Access Time = Seek Time + Latency Time + Transmission Time

Cycle Time

읽기 신호를 보낸 후 다시 읽기 신호를 보낼 수 있을 때까지의 시간 간격

Cycle Time ≥ Access Time

Bandwidth(대역폭, 전송률)

메모리로부터 또는 메모리까지 1초 동안 전송되는 최대한의 정보량, 기억장치의 자료 처리 속도 단위

Baud(보) = bps(1초당 전송 가능한 비트 수)

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제어기의 구현

고정배선 제어장치(Hard-wired Control Unit)

• 조합논리회로를 설계하여 제어점에 연결 및 생성
• Hardware적 방법
• 속도가 빠르다
• 마이크로 프로그램 방식보다 비싸다
• RISC구조의 컴퓨터에서 사용된다
• 명령어 세트를 변경할 수 없다
• 회로 구성이 복잡하다

마이크로 프로그래밍 기법(Micro Programmed Control Unit)

• 마이크로 인스트럭션으로 작성
• Software적 방법 (펌웨어 이용)
• 제어 메모리 필요
• 명령어 세트 쉽게 변경 가능
• 어드레스 모드를 가짐
• 하드웨어 방식보다 느리다
• 유지보수 및 수정 용이
• 복잡한 명령 세트에 적합

구분	고정배선 제어장치	마이크로 프로그래밍 기법
반응 속도	고속	저속
회로 복잡도	복잡	간단
경제성	비경제적	경제적
융통성	없음	있음
구성	하드웨어	소프트웨어

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세그먼트의 비트수 * 각 세그먼트의 페이지 비트 * 각 페이지의 워드 수

= 2^4 × 2^8 × 2^8 = 2^20

가상 기억장치의 관리 기법

페이징 기법

OS가 보조기억장치에 있는 프로그램을 동일한 크기의 블록으로 나누어 관리

세그먼트 기법

사용자가 보조기억장치에 있는 프로그램을 가변적인 크기의 블록으로 나누어 관리

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메이저 스테이트의 변천 과정

인출 단계(Fetch Cycle)

명령어를 주기억장치에서 중앙처리장치의 명령 레지스터로 가져와 해독하는 단계 (가장 먼저 수행)

간접 단계(Indirect Cycle)

Fetch단계에서 해석한 주소를 읽어온 후 간접주소이면 유효주소를 계산하기 위해 다시 Indirect 단계 수행, 간접주소가 아닐 경우 명령어에 따라 Execute 또는 Fetch 단계로 이동

실행 단계(Execute Cycle)

Fetch 단계에서 인출 및 해석한 명령 실행

플래스 레지스터의 상태 변화를 검사하여 Interrupt 단계로의 변천 판단

인터럽트 단계(Interrupt Cycle)

인터럽트 발생 시 복귀주소(PC)를 저장하고, 제어 순서를 인터럽트 처리 프로그램의 첫 번째 명령으로 옮기는 단계

인터럽트 단계 후 Fetch 단계로 변천

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JK 플립플롭 진리표

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마이크로 연산

AND, OR, XOR(비교), NOT(보수), 논리 Shift, Rotate, 산술 Shift

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buffer는 동작이 아님

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입 · 출력 제어방식 채널의 종류

Selector Channel (선택 채널)

고속 입 · 출력 장치가 특정 한 개의 장치를 독점하여 입출력

Multiplexer Channel(바이트 다중 채널)

저속 입 · 출력 장치 하나가 동시에 여러 개의 입 · 출력 장치를 제어

Block Multiplexer Channel(블록 다중 채널)

고속 입 · 출력 장치 하나가 동시에 여러 입 · 출력 장치를 제어

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입 · 출력 비동기 데이터 전송

스트로브 펄스(Strobe Pluse) 방식

• 두 개의 독립적인 장치 사이의 비동기적인 데이터 전송을 이루기 위해 전송시각을 알리는 제어 신호. 한 개의 제어선을 통해 상호 교환
• 데이터 버스와 한 개의 제어선 이용
• 수신 장치는 스트로브 펄스 발생으로 데이터 제공 알림
• 메모리와 CPU사이 정보 교환에 사용
• 단점 : 전송을 시작하면 수신장치가 데이터를 받았는지 알 수 없다

핸드셰이킹(Handshaking)방식

• 송신측과 수신측에서 입 · 출력의 준비와 완료는 나타내는 신호를 사용하여 서로의 동작을 확인하며 데이터 전송
• 융통성과 신뢰성이 높음
• 병렬 입 · 출력 데이터 전송 방식의 기본
• 2~3개 제어선 이용

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제어장치의 구성요소

명령 레지스터, 명령 해독기(Decoder), 제어신호 발생기/부호기(Encoder), 제어 주소 레지스터(CAR), 제어 버퍼 레지스터(CBR), 제어 기억장치, 순서 제어 모듈, 순차 카운터(Sequence counter)

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데이터 레지스터 : 연산에 사용될 데이터를 기억하는 레지스터

프로그램 카운터 (PC)

다음 번에 실행할 명령어의 번지를 기억하는 레지스터

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채널

• 입출력장치와 주기억장치를 연결하는 중개 역할을 담당하는 부분
• 입출력장치와 주기억장치 사이의 데이터 전송을 담당하는 입출력 전담 장치
• 입출력장치와 CPU 사이에 존재하는 속도의 차이로 인하여 발생하는 단점을 해결하기 위해서 고려된 장치
• CPU의 명령을 받고 입출력 조각을 개시하면 CPU와는 독립적으로 조작

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보조기억장치

자기 테이프(Magnetic Tape)

• 순차처리(SASD)만 할 수 있는 대용량 저장매체
• 가격이 저렴하고 용량이 커서 자료의 백업용으로 많이 사용함
• 자성 물질이 코팅된 얇은 플라스틱 테이프를 동그란 릴에 감아 놓은 형태
• 테이프의 시작과 끝부분을 알리는 은박지 사이의 정보 저장부분을 7~9트랙으로 구성함

자기 디스크 (Magnetic Disk)

• 자성 물질을 입힌 금속 원판을 여러 장 겹쳐서 만든 기억매체로 용량이 크고 접근 속도가 빠름
• 순차, 비순차(직접) 처리가 모두 가능한 DASD방식으로 데이터를 처리함
• 트랙(Track) : 디스크 표면에서 회전축(스핀들 모터)을 중심으로 데이터가 기록되는 동심원
• 섹터(Sector) : Track들을 일정한 크기로 구분한 부분이며, 정보 기록의 기본 단위임
• 실린더(Cylinder) : 서로 다른 연들에 있는 동일 위치의 Track 들의 모임으로 실린더의 수는 한 연의 트랙 수와 동일함

자기드럼(Magnetic Drum)

• 원통 표면에 Track과 Sector를 구성하고, 각 Track마다 고정된 R/W Head를 두고 있어 자기디스크에 비해 속도가 빠름
• 순차 비순차(직접)처리가 모두 가능한 DASD방식으로 데이터를 처리함
• 크기에 비해 용량이 적어 거의 사용하지 않음

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인터럽트 우선순위

전원 이상(Power Fail)
            ↓
기계 착오(Machine Check)
            ↓
외부 신호(External)
            ↓
입 · 출력(I/O)
            ↓
명령어 잘못
            ↓
프로그램(Program Check)
            ↓
SVC(Supervisor Call)

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