8-1] 입출력장치: 장치 컨트롤러, 장치 드라이버

입출력장치
입출력장치는 앞서 학습한 CPU, 메모리보다 다루기가 더 까다롭다

입출력장치가 까다로운 이유
1. 입출력장치에는 종류가 너무나도 많다
장치가 다양하면 장치마다 속도, 데이터 전송 형식 등도 다양하다
> 다양한 입출력장치와 정보를 주고받는 방식을 규격화하기 어렵다

2. 일반적으로 CPU와 메모리의 데이터 전송률은 높지만 입출력장치의 데이터 전송률은 낮다

장치 컨트롤러
위와 같은 이유로 입출력장치는 장치 컨트롤러를 통해 컴퓨터와 연결된다

장치 컨트롤러의 역할
CPU와 입출력장치 간의 통신중개
오류 검출
데이터 버퍼링

+ 버퍼링: 전송률이 높은 장치와 낮은 장치 사이에 주고받는 데이터를 버퍼라는 임시 저장 공간에 저장하여
전송률을 비슷하게 맞추는 방법

장치 컨트롤러의 구조

여기서 상태 레지스터와 제어 레지스터는 하나의 레지스터 (상태/제어 레지스터)로 사용되기도 한다

- 데이터 레지스터
CPU와 입출력장치 사이에 주고받을 데이터가 담기는 레지스터 (버퍼)
RAM을 사용하기도 한다

- 상태 레지스터
상태 정보를 저장
ex. 입출력장치가 입출력 작업을 할 준비가 되었는지,
입출력 작업이 완료 되었는지,
입출력장치에 오류는 없는지 등의 상태 정보를 저장한다

- 제어 레지스터
입출력장치가 수행할 내용에 대한 제어 정보

장치 드라이버
장치 컨트롤러의 동작을 감지하고 제어하는 프로그램
장치 컨트롤러가 입출력장치를 연결하기 위한 하드웨어적인 통로라면,
장치 드라이버는 입출력장치를 연결하기 위한 소프트웨어적인 통로

컴퓨터(운영체제)가 연결된 장치의 드라이버를 인식하고 실행할 수 있다면
컴퓨터 내부와 정보를 주고 받을 수 있음

반대로 컴퓨터(운영체제)가 장치 드라이버를 인식하거나 실행할 수 없다면
그 장치는 컴퓨터 내부와 정보를 주고받을 수 없음