[쉽게 배우는 운영체제] 2장 연습문제 및 심화문제 - 정리

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연습문제

 

✔ CPU의 구성에 대해 설명하시오.

// 연산장치 - 데이터를 연산한다.

제어장치 - 작업을 지시하는 장치이다. 명령어를 해석하고 제어 신호를 보내고 CPU 내의 데이터 흐름을 조절한다.

레지스터 - CPU 내에 데이터를 임시로 보관하는 곳이다. CPU가 연산을 하려면 데이터를 메모리에서 레지스터로 가져와야 한다.

 

✔ 폰노이만 구조의 가장 중요한 특징을 설명하시오.

// 모든 프로그램은 실행되기 위해서 메모리에 올라와야 한다.

 

✔ 버스의 종류를 나열하시오.

// 제어 버스, 주소 버스, 데이터 버스

 

✔ 단방향 버스에 대해 설명하시오.

// 데이터에 흐름이 한 방향으로만 흐르는 것을 의미합니다. 주소 버스가 단방향 버스인데, CPU에서 메모리나 저장 장치의 데이터를 읽거나 쓸 때 어느 위치에서 작업할 것인지 알려주는 위치 정보가 오고 갑니다. 

 

✔ 다음에 실행할 명령어의 주소를 가지고 있는 레지스터는 무엇인가?

// 프로그램 카운터 레지스터

 

✔다음에 실행할 명령어를 보관하는 레지스터는 무엇인가?

// 명령어 레지스터

 

✔ 메모리 주소를 보관하는 레지스터는 무엇인가?

// 메모리 주소 레지스터

 

✔ 메모리에 저장할 데이터나 메모리에서 가져온 데이터를 임시로 보관하는 레지스터는 무엇인가?

// 메모리 버퍼 레지스터

 

✔ 주소 버스와 연결되어 있는 레지스터는 무엇인가?

// 메모리 주소 레지스터

 

✔ 데이터 버스와 연결되어 있는 레지스터는 무엇인가?

// 메모리 버퍼 레지스터

 

✔ 프로그램을 보호하기 위해 사용하는 두 가지 레지스터는 무엇인가?

// 경계 레지스터 - 현재 진행 중인 작업이 차지하고 있는 메모리의 크기를 저장

한계 레지스터 - 마지막 주소까지의 차이를 저장

 

✔ 속도 차이가 나는 두 장치 사이에서 속도를 완화하는 장치를 무엇이라 하는가?

// 버퍼

 

✔응용 프로그램과 프린터 사이에서 속도 차이를 완화하는 소프트웨어를 무엇이라 하는가?

// 스풀러

 

✔ 부팅 시 운영체제를 메모리로 가져오기 위해 사용하는 작은 프로그램은 무엇인가?

// 부트 스트랩

 

✔ 속도가 빠르고 값이 비싼 저장장치를 CPU 가까운 쪽에 두고, 값이 싸고 용량이 큰 저장장치를 반대쪽에 배열하는 방식을 무엇이라 하는가?

// 저정장치 계층구조

 

✔ 작업의 효율성을 높이기 위해 CPU가 입출력 관리자에게 입출력 작업을 요청하면 작업을 마친 입출력 관리자가 CPU에게 무엇을 보내는가?

// 인터럽트

 

✔ CPU의 도움 없이도 메모리를 사용할 수 있도록 입출력 관리자에게 주는 권한을 무엇이라 하는가?

// 직접 메모리 접근

 

✔ CPU와 입출력 관리자가 서로 다른 메모리 영역을 사용하는 기법을 무엇이라 하는가?

// 메모리 매핑 입출력

 

✔ CPU가 병렬 처리를 지원하지 않을 때 소프트웨어적으로 병렬 처리를 하는 기법을 무엇이라 하는가?

// VLIW

 

 

심화문제

 

✔ 컴퓨터에서 클록이 하는 역할을 설명하시오.

// CPU의 속도와 관련된 단위로, CPU가 작업을 할 때 일정한 박자가 있는데, 이 박자를 만들어 내는 것이 클록입니다.

 

✔ 프로그램 카운터 레지스터의 역할을 설명하시오.

// 다음에 실행할 명령어의 주소를 저장하고 있습니다.

 

✔ 제어 버스, 주소 버스, 데이터 버스에 대해 설명하시오

// 제어 버스 - 제어 장치와 연결된 버스로, CPU가 메모리와 주변장치에 제어 신호를 보내기 위해 사용합니다. (양방향)

주소 버스 - 메모리 주소 레지스터와 연결된 버스로, 메모리나 주변장치에 데이터를 읽거나 쓸 때 위치 정보를 보내기 위해 사용합니다. (단방향)

데이터 버스 - 메모리 버퍼 레지스터와 연결된 버스로, 제어 버스가 다음에 어떤 작업을 할지 신호를 보내고, 주소 버스가 위치 정보를 전달하면 데이터가 데이터 버스에 실려 목적지까지 이동합니다. (양방향)

 

✔ 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리를 비교하여 설명하시오.

// 휘발성 메모리는 전력이 끊기면 데이터가 사라집니다. 종류로 DRAM은 일정 시간이 지나면 사라지므로 일정 시간마다 다시 재생시켜야 합니다. SRAM은 전력이 공급되는 동안에는 데이터를 보관할 수 있습니다.

비휘발성 메모리는 전력이 끊겨도 데이터를 보관할 수 있습니다. 종류로 플래시 메모리와 USB 드라이버가 있습니다.

 

✔ DDR SDRAM에 대해 설명하시오

// SDRAM은 CPU와 메인보드 간 속도 차이가 심해 전반적인 작업 속도를 떨어뜨리는 문제가 있습니다.

DDR SDRAM은 이를 보완하기 위해 SDRAM의 대역폭을 늘려 데이터 입출력 속도를 개선하였습니다.

 

✔ 스풀에 대해 설명하시오.

// CPU와 입출력 장치가 독립적으로 동작하도록 고안된 소프트웨어적인 버퍼입니다. ex) 프린터

 

✔ 즉시 쓰기 방식의 캐시와 지연 쓰기 방식의 캐시를 비교하여 설명하시오.

// 즉시 쓰기 방식은 캐시와 메모리에 있는 데이터를 동기화하기 위해 변경이 있을 시 즉시 변경하는 것을 의미합니다.

지연 쓰기 방식은 바로바로 변경하는 것이 아닌 변경사항을 모아 두었다가 한 번에 변경하는 것을 의미합니다.

 

✔ 인터럽트 번호를 사용하는 이유를 설명하시오.

// 다양한 입출력 장치를 사용하기 때문에 인터럽트가 발생하는 장치도 다양하다. 그렇기 때문에 발생하는 인터럽트를 구별하기 위해 인터럽트 번호를 사용한다.

 

✔ 메모리 직접 접근에 대해 설명하시오.

// CPU가 요청한 데이터를 메모리에 올려놔야 하는데, 메모리는 CPU만 접근 권한을 가지고 있다.

따라서 입출력 관리자는 CPU의 허락 없이 메모리에 접근할 수 있는 권한이 필요한데, 이를 메모리 직접 접근이라 합니다.

(데이터 입출력이 이루어지는 동안 CPU가 다른 작업하기 위해 입출력 관리자가 CPU의 권한 없이 메모리에 접근한다.)

 

✔ 메모리 매핑 입출력에 대해 설명하시오.

// 입출력 관리자가 메모리 직접 접근을 할 때 CPU가 사용하고 있는 데이터와 혼동되거나 섞이지 않기 위해 메모리를 운영체제 영역, CPU 작업 영역, 입출력 직접 영역으로 나눕니다.

이렇게 메모리의 일정 공간을 입출력에 할당하는 기법을 메모리 매핑 입출력이라고 합니다.

 

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[쉽게 배우는 운영체제] 3장 연습문제 및 심화문제 - 정리

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