[쉽게 배우는 운영체제] 제 2장 컴퓨터의 구조와 성능 향상 연습문제 풀이 정답 (심화문제)

제 2장 컴퓨터의 구조와 성능 향상

연습문제

 

1. CPU의 구성에 대해 설명하시오.

- Data를 연산하는 산술논리 연산장치(ALU), 작업을 지시하는 제어 장치, Data를 임시로 보관하는 레지스터로 구성

 

2. 폰노이만 구조의 가장 중요한 특징을 설명하시오.

- 모든 프로그램은 메모리에 올라와야지 실행 가능하다.

 

3. 버스의 종류를 나열하시오.

- 제어버스, 주소버스, DATA버스

 

4. 단방향 버스에 대해 설명하시오.

- 자료가 한방향으로만 전달되는 버스

 

5. 다음에 실행할 명령어의 주소를 가지고 있는 레지스터는 무엇인가?

- 프로그램 카운터 (PC)

 

6. (문제수정) 현재 실행중인 명령어를 보관하는 레지스터는 무엇인가?

- 명령어 레지스터(IR)

 

7. 메모리의 주소를 보관하는 레지스터는 무엇인가?

- 메모리 주소 레지스터(MAR)

 

8. 메모리에 저장할 데이터나 메모리에서 가져온 데이터를 임시로 보관하는 레지스터는 무엇인가?

- 메모리 버퍼 레지스터(MBR)

 

9. 주소버스와 연결되어 있는 레지스터는 무엇인가?

- 메모리 주소 레지스터(MAR)

 

10. 데이터 버스와 연결되어 있는 레지스터는 무엇인가?

- 메모리 버퍼 레지스터(MBR)

 

11. 프로그램을 보호하기 위해 사용하는 두 가지 레지스터는 무엇인가?

- 경계 레지스터, 한계 레지스터

 

12. 속도 차이가 나는 두 장치 사이에서 속도를 완화하는 장치를 무엇이라고 통칭하는가?

- 버퍼

 

13. 응용 프로그램과 프린터 사이에서 속도 차이를 완화하는 소프트웨어를 무엇이라고 하는가?

- 스풀러

 

14. 부팅시 운영체제를 메모리로 가져와 상용하는 작은 프로그램은 무엇인가?

- 부트 스트랩

 

15. 속도가 빠르고 값이 비싼 저장장치를 CPU 가까운 쪽에 두고, 값이 싸고 용량이 큰 저장장치를 반대쪽에 배열하는 방식을 무엇이라고 하는가?

- 저장장치의 계층구조

 

16. 작업의 효울성을 높이기 위해 CPU가 입출력 관리자에게 입출력 작업을 요청하면 작업을 마친 입출력 관리자는 CPU에 무엇을 보내는가?

- 인터럽트

 

17. CPU의 도움 없이도 메모리를 사용할 수 있도록 입출력 관리자에게 주는 권한을 무엇이라고 하는가?

- 직접 메모리 접근

 

18. CPU와 입출력 관리자가 서로 다른 메모리 영역을 사용하는 기법을 무엇이라고 하는가?

- 메모리 매핑 입출력

 

19. CPU가 병렬 처리를 지원하지 않을때 소프트웨어적으로 병렬처리를 하는 기법을 무엇이라고 하는가?

- VLIM

 

심화문제

 

1. 컴퓨터에서 클록이 하는 역할을 설명하시오.

- CPU속도와 관련된 단위로써, 클록이 일정 간격으로 틱tick을 만들면 거기에 맞추어 CPU안의 모든 구성 부품이 작업

 

2. 프로그램 카운터 레지스터의 역할을 설명하시오.

- PC: 다음에 실행할 명령어의 주소를 보관한다.

 

3. 제어버스, 주소버스, 데이터버스 에 대해 설명하시오.

- 제어 버스 : CPU가 메모리와 주변장치에 제어신호를 보내기 위해 사용.(다음에 어떤작업을 할지 지시) 양방향

  주소 버스 : 데이터를 읽거나 쓸때 위치 정보를 보내기 위해 사용. 단방향

  데이터 버스 : 데이터 이동에 사용. 양방향

 

4. 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리를 비교하여 설명하시오.

- 휘발성 메모리는 전력이 끊기면 데이터가 사라지지만 비휘발성 메모리는 데이터를 보관할 수 있다. 대신 비휘발성 메모리는 속도가 느려 메인메모리에는 휘발성 메모리를 사용한다.

 

5. DDR SDRAM에 대해 설명하시오

- DRAM이 발전된 형태로 클록틱이 발생할 때마다 데이터를 저장하는 동기 DRAM

 

6. 스풀에대해 설명하시오.

- CPU와 입출력장치가 독립적으로 동작하도록 고안된 소프트웨어적인 버퍼

 

7. 즉시쓰기 방식의 캐시와 지연 쓰기 방식의 캐시를 비교하여 설명하시오.

-  즉시쓰기는 캐시에 있는 데이터가 변경되면 이를 즉시 메모리에 반영하고, 지연쓰기는 변경된 내용을 모아서 주기적으로 반영하는 방식. 이로인해 즉시쓰기는 메모리와의 빈번한 데이터 전송으로 인해 성능저하가 있지만 데이터를 잃어버리지 않고 지연쓰기는 시스템 성능을 향상할 수 있지만 데이터를 잃을 수 있다.

 

8. 인터럽트 번호를 사용하는 이유를 설명하시오.

- 많은 주변장치 중 어떤것의 작업이 끝났는지를 알려주기 위해 사용한다.

 

9. 메모리 직접 접근(DMA)에 대해 설명하시오.

- 직접 메모리 접근 : 입출력 관리자가 CPU의 허락 없이 직접 메모리에 접근할 수 있는 권한

 

10. 메모리 매핑 입출력에 대해 설명하시오

-  메모리 매핑 입출력(MMIO) : 직접 메모리 접근으로 인한 메모리 복잡을 해결하기 위해  메모리의 일정 공간을 입출력에 할당하는 기법