🔌 8-1. 장치 컨트롤러와 장치 드라이버

<aside> 💡 입출력장치는 컴퓨터 외부에 연결되는 장치로, 다양한 종류와 전송률 차이로 인해 CPU, 메모리보다 다루기 까다롭습니다.

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• 입출력장치의 복잡성
  • 종류의 다양성: 키보드, 모니터, USB 메모리, CD-ROM, SSD, 마우스, 프린터, 스피커, 마이크 등
  • 전송률 차이: CPU와 메모리는 높은 전송률, 입출력장치는 상대적으로 낮은 전송률
  • 통신 규격화의 어려움: 장치마다 속도, 데이터 전송 형식이 다양함

🎛️ 장치 컨트롤러

<aside> 🔧 🔧 장치 컨트롤러는 입출력장치와 컴퓨터 내부를 연결하는 하드웨어로, 입출력 제어기나 입출력 모듈로도 불립니다.

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• 장치 컨트롤러의 주요 역할
  • CPU와 입출력장치 간의 통신 중개
  • 오류 검출 및 관리
  • 데이터 버퍼링: 전송률 차이를 완화하기 위한 임시 저장

<aside> 💾 💾 데이터 버퍼링은 전송률이 높은 장치와 낮은 장치 사이에서 데이터를 버퍼에 조금씩 모았다가 한꺼번에 내보내거나, 한 번에 많이 받아 조금씩 내보내는 방법입니다.

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• 장치 컨트롤러의 내부 구조
  • 데이터 레지스터: CPU와 입출력장치 사이에 주고받을 데이터 저장 (버퍼 역할)
  • 상태 레지스터: 입출력장치의 준비 상태, 완료 상태, 오류 상태 등 저장
  • 제어 레지스터: 입출력장치가 수행할 제어 정보와 명령 저장

💻 장치 드라이버

<aside> 💿 💿 장치 드라이버는 장치 컨트롤러의 동작을 감지하고 제어하여 컴퓨터 내부와 정보를 주고받을 수 있게 하는 프로그램입니다.

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• 장치 드라이버의 특징
  • 소프트웨어적 통로: 장치 컨트롤러가 하드웨어적 통로라면, 장치 드라이버는 소프트웨어적 통로
  • 프로그램 형태: 실행 과정에서 메모리에 저장되어 동작
  • 범용성: 어떤 회사 제품이든 드라이버가 있으면 컴퓨터와 통신 가능

<aside> ⚠️ ⚠️ 장치 드라이버를 인식하고 실행하는 주체는 윈도우, macOS와 같은 운영체제입니다. 운영체제가 드라이버를 인식할 수 없다면 해당 장치는 사용할 수 없습니다.

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• 장치 드라이버의 제공 방식
  • 운영체제 기본 제공: 일반적인 장치들의 드라이버는 운영체제에서 기본 제공
  • 제작자 별도 제공: 특수한 장치나 새로운 장치는 제작자가 별도로 드라이버 제공
  • 설치 필요성: 제작자 제공 드라이버의 경우 직접 설치해야만 장치 사용 가능

🔄 8-2. 다양한 입출력 방법

• 프로그램 입출력

<aside> 💡 🔧 프로그램 입출력은 기본적으로 프로그램 속 명령어로 입출력장치를 제어하는 방법입니다. CPU가 장치 컨트롤러의 레지스터 값을 읽고 씀으로써 입출력 작업이 이루어집니다.

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