컴퓨터 시스템 구조

• Disk : 데이터를 읽기(Output)도 하고 저장(Input)도 가능한 장치
• Memory : CPU 의 작업 공간

• device controller : I/O device 의 CPU 역할을 하는 장치
  • 예) 디스크의 동작을 통제하는 역할
• local buffer : I/O device 의 Memory 역할을 하는 장치
• mode bit : CPU 에서 실행하는 동작이 OS 에서 온 것인지, 사용자 프로그램에서 온 것인지 판단
• Interrupt line : CPU 의 동작이 끝났음을 알리는 장치
• timer : 특정 프로그램이 CPU 를 독점하는 것을 막기 위한 장치
  • 예) 무한루프를 돌 수 있는 프로그램을 지정한 시간만큼만 수행하도록 시간을 지정
• DMA controller(Direct Memory Access controller) : 입출력장치가 빈번하게 CPU 에 요청하지 못하도록 중재하는 역할
• memory controller : 동시에 memory 에 접근하지 못하도록 조율하는 역할

Mode Bit

• 사용자 프로그램의 잘못된 수행으로 다른 프로그램 및 운영체제에 피해가 가지 않도록 하기 위한 보호 장치 필요 → Mode Bit 을 통해 사용자 프로그램의 권한 제한

• Mode BIt 을 통해 하드웨어 적으로 두 가지 모드의 operation 지원

  1 사용자 모드: 사용자 프로그램 수행
  0 모니터 모드(= 커널 모드, 시스템 모드): OS 코드 수행
  

  • mode bit 0 : 모든 권한 존재 (예) 입출력 장치에 접근)
  • mode bit 1 : 제한된 기능만 수행
  • 보안을 해칠 수 있는 중요한 명령어는 모니터 모드(mode bit 0)에서만 수행 가능한 특권 명령으로 규정
  • Interrupt 나 Exception 발생 시 하드웨어가 mode bit 을 0으로 바꿈
  • 사용자 프로그램에게 CPU 를 넘기기 전에 mode bit 을 1로 셋팅

  

Timer

• 정해진 시간이 흐른 뒤 운영체제에게 제어권이 넘어가도록 인터럽트를 발생시킴
• 타이머는 매 클럭 틱 때마다 1씩 감소
• 타이머 값이 0이 되면 타이머 인터럽트 수행
• CPU 를 특정 프로그램이 독점하는 것으로부터 보호