(제 25회) 시스템 구조 / (82)~(83) 해설

82. 큰 데이터 블록을 전송하는 경우에는 CPU가 그 동작들을 수행하는데 많은 시간을 소모해야 하고, 시스템 버스도 대부분의 시간 동안 그러한 I/O 동작들을 위해 사용될 수 밖에 없다. 이 문제점을 해결하기 위해, CPU의 개입 없이 I/O 장치와 기억장치 간에 데이터 전송을 수행하도록 지원하는 메커니즘으로 가장 적절한 것은?

 

 

① DMA ② Daisy-chain

③ Software polling ④ Memory-mapped I/O

 

■ 해설

• DMA 는 컴퓨터 시스템에서 CPU의 개입 없이 I/O 장치와 메모리 간에 직접 데이터를 전송할 수 있게 하는 매커니즘(DMA 컨트롤러가 메모리와 I/O 장치 간의 데이터 전송을 직접 관리)

 

I/O 전송방식의 종류
폴링방식	프로그램에 의한 I/O 전송방식 이라고도 함 주기적으로 각 I/O 장치의 상태를 검사해 전송할 데이터가 처리하는 방식 폴링(polling) 은 특정 주소를 지정해 그 주소에서 데이터를 내놓도록 권유해 이를 가지고 오는 과정 CPU가 일정 시간 간격으로 I/O 장치들을 매번 엑세스 하도록 프로그래밍 함 비동기 장치간 제어방식 필요 - 핸드세이킹(handshaking) : 비동기인 두 장치간 동기를 맞추기 위해 사전에 정해진 신호선 사용 - 스토로브 제어(strobe control) : 1개 신호선으로 동기를 맞출수 있도록 스트로브 펄스 신호 보냄
인터럽트 방식	I/O 장치의 데이터 전송 요청이 들어올 때만 CPU가 이를 처리하는 방식 인터럽트 서비스 요구를 받은 CPU는 하던 일을 멈추고 요청한 데이터의 전송에 관여, 요청 작업이 끝나면 CPU 는 본래 하던 일로 복귀 폴링방식에 의해 CPU가 많은 시간을 절약할 수있고 DMA 는 더 시간을 많이 절약할 수 있음
DMA 방식	메모리와 I/O 장치 사이의 데이터 전송을 CPU 대신 DMA(Direct Memory Access) 컨트롤러가 담당하는 전송방식 DMA 컨트롤러가 CPU에게 버스 사용권을 요구하면 CPU가 이를 승인하도록 설계, DMA 채널이 설정된 이후 DMA 컨트롤러가 데이터를 전송하는 동안 CPU가 관여를 하지 않음 ※ 폴링방식이나 인터럽트 방식은 CPU가 데이터 전송에 직접 개입하나 DMA 컨트롤러 는 CPU와 독립적으로 데이터를 전송하도록 설계된 장치 CPU 가 DMA 컨트롤러에 데이터 전송 의뢰 시 넘겨주는 정보 - 데이터가 출발할 메모리나 I/O 장치의 시작 주소 - 데이터가 도착할 메모리나 I/O 장치의 시작 주소 - 전송될 데이터 블록의 크기 동작모드로 사이클 스틸링 모드와 버스트 모드가 있음

 

정답 : ①

 

 

83. RAID(Redundant Array of Independant Disk)의 특성에 대한 설명으로 가장 적절하지 않은 것은?

 

① RAID-0은 성능을 추구하고 RAID-1은 안정성을 추구한 방식이다.

② RAID-2와 RAID-3은 성능향상을 위해 실제 데이터를 저장하는 디스크를 RAID-0으로 구성한 방식이다.

③ RAID-3은 데이터 복구를 위해 해밍코드를 사용하고,RAID-4는 패리티 코드를 이용한다.

④ RAID-5와 RAID-6은 데이터 복구를 위해 다른 디스크에 패리티 정보를 함께 저장해 안정성을 높인 방식이다.

 

 

■ 해설

• 1년간 시스템 다운 타임
• RAID-2 와 RAID-3 는 둘 다 고유한 구조를 가지고 있지만 Striping 을 사용한다는 측면에서 RAID-0 과 연
• RAID-3 : 패리티를 사용하여 데이터 복구를 수행(해밍코드는 RAID-2와 관련)
• RAID-4 : 블록-레벨 스트라이필을 사용하며, 별도의 패리티 디스크를 사용
• RAID-5 는 스트라이프 세트에 분산된 패리티를 사용하여 한 개의 디스크 장애를 허용
• RAID-6 은 두 개의 독립된 패리티 스키마를 사용하여 두 개의 디스크 장애를 허용

 

종류	주요특징	구성	최소 디스크 수
RAID0	패리티 없는 블록단위 스트라이핑	빠른 입출력 속도가 요구되나 장애복구 능력은 필요 없는 분야	2
RAID1	패리티 없는 미러링	빠른 기록속도와 함께 장애 복구 능력이 요구되는 경우에 사용 2대의 드라이브만으로 구성할 수 있기 때문에 작은 시스템에 적합	2
RAID2	비트 단위 스트라이핑과 해밍코드 검사디스크들	모든 현행 드라이브들이 ECC 탑재하고 있기 때문에 거의 미사용	3
RAID3	비트단위 인터리빙과 전용 페리티 디스크	비트 인터리브된 패리티 방식 바이트 단위로 분산 저장하고 하나의 패리티 검사디스크를 사용	3
RAID4	블록 단위 스트라이핑과 전용 패리티 디스크	블록 인터리빙	3
RAID5	블록 단위 스트라이핑과 분산 패리티	데이터와 패리티를 함께 스트라이핑 빠른 기록 속도가 필수적이지 않다면, 일반적인 다중사용자 환경을 위해 가장 좋은 선택 그러나 최소한 3대, 일반적으로 5대 이상의 드라이브가 필요	3
RAID6	블록단위 스트라이핑과 이중 분산 피리티	블록 인터리브 분산 듀얼 페리티, RAID5와 유사하나 하나의 패리티를 두개의 디스크에 분산저장 쓰기 속도는 저하 될 수 있지만 안정성이 높아지는 장점	4
RAID1+0	패리티 없는 미러링과 블록 단위 스트라이핑	Mirroring→Stripping 고신뢰성이 결합된 고성능 분야(HA,FT) RAID 0+1 보다 가용성 측면에서 유리 0+1 보다 더 안정	4
RAID0+1		Stripping → Mirroring 고성능, 고속 Data 전송	4

 

정답 : ④

 

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