입출력 시스템 (I/O System) 핵심 정리 (3)

입출력 시스템

 

입출력 시스템 커널 서브시스템

입출력 시스템 커널은 로그인 및 로그아웃과 관련된 많은 서비스를 제공한다. 하드웨어와 장치 드라이버 구조를 기반으로 한 E/O 계획, 버퍼링, 캐싱, 배포, 장치 백업 및 오류 처리 등의 서비스를 제공한다.

[입출력 계획 (I/ OS checking)]

I/O 요건의 프로그래밍은 그러한 요건의 실행 순서를 결정하는 것을 의미한다. 입력과 출력이 필요한 순서대로 애플리케이션을 처리하는 것은 비효율적이다. 운영 체제 설계자는 각 장치의 대기열을 유지하면서 계획을 수행한다.

애플리케이션이 잠긴 I/O 시스템을 호출할 경우 I/O 요청이 장치 대기열에 들어갈 수 있습니다. I/O 스케줄러는 각 응용프로그램의 시스템 성능 및 평균 응답 시간을 개선하기 위해 열 순서를 재조정합니다.

커널이 비동기 입력과 출력을 제공하는 경우, 커널은 많은 입력과 출력 요청을 동시에 실행해야 한다. 이를 위해 운영 체제는 대기열을 각 장치의 상태 테이블에 연결합니다.

 

표에는 각 입력 및 출력 장치에 대한 정보가 수록되어 있다. 표의 각 항목은 장치의 유형, 방향, 상태, 비활성 상태, 작동 상태를 나타낸다. 장치가 요청 처리를 위해 작동하는 경우, 동일한 장치의 요청은 장치에 해당하는 표의 입력에 저장된다.

 

버퍼링

장치 간 차이 속도를 개선하고 전송 크기 차이를 극복하는 데 사용할 데이터를 일시적으로 사용하여 처리 속도 차이를 완화하는 버퍼 기술이다.

 

예를들면 A 컴퓨터는 느리고, B는 빠르며, A는 비디오 스트리밍 서비스를 제공한다. 그런 다음 A가 데이터를 전송하면 B 컴퓨터는 더 빨라져서 데이터를 받는 즉시 비디오를 재생할 수 있습니다. 그러나 컴퓨터가 B이므로 A 컴퓨터에서 전송한 데이터를 얻을 때까지 기다려야 합니다.

 

그러면 동영상이 조금씩 재생되기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 A 컴퓨터는 버퍼 메모리 영역에서 사용할 이미지 데이터를 일시적으로 저장하여 B 컴퓨터로 전송한다. 그런 다음 B 컴퓨터는 비디오 재생에 대한 기대를 최소화할 수 있다.

 

캐싱

캐시 메모리는 실제 메모리와 프로세서 간의 빠른 전송을 위해 미리 데이터를 저장하는 더 빠른 메모리입니다. 파일은 미리 수신되며 표시할 파일과 웹 서버에서 다운로드할 파일에 대한 응답을 제공합니다. 데이터베이스를 매번 확인해야 하는 경우에는 캐시 서버를 이용하여 신속하게 응답할 수 있습니다.

CDN과 같은 서비스는 서버 캐시를 사용하여 캐싱 원칙을 사용하여 실행할 수도 있습니다. CDN은 콘텐츠를 제공하는 서버입니다. 파일을 너무 멀리 가져와야 할 때마다 네트워크 간격이 길고 전송 속도가 느리며 시간이 오래 걸릴 수 있기 때문에 오류가 발생합니다. 주변 영역의 서버에 가장 자주 사용하는 파일을 저장합니다. 이렇게 하면 빠르게 액세스할 수 있습니다.

 

캐시 개념은 동일하며 웹 서버와 빠른 데이터 액세스를 제공하는 클라이언트 간에 컴퓨터 또는 네트워크에 파일을 전송하는 다양한 방법으로 사용될 수 있습니다.

 

치명적인 결점이 있습니다. 이름에는 캐시 서버 또는 캐시 메모리와 같은 기능을 알고 사용하기 때문에 오류가 없을 수 있지만 캐시 서버에 저장해야 하는 데이터가 삭제될 수 있습니다. 그것은 고정된 저장 공간이 아니다.

 

언제든지 삭제할 수 있으며, 프로그램 또는 서버를 개발해야 합니다. 입출력 시스템 캐시에 고주파수 데이터가 많지 않은 것이 좋습니다. 캐시 메모리 서버와 같은 캐시 장치가 있는 장치는 비쌉니다. 당연히 상대적입니다. 따라서 여기에 모든 데이터를 넣고 서비스를 생성하려고 해서는 안 됩니다.

 

스풀링

디버깅은 인터넷으로 모의실험을 하는 것을 의미한다. 버퍼링은 버퍼와 같은 기본 메모리 장치를 사용하지만 푸시는 대형 탐폰과 같은 디스크를 사용합니다. 확산(diffusion)은 특히 여러 프로세스가 서로 다른 입력/출력 장치를 요구하거나 장치의 수가 제한된 경우 각 프로세스에 가상 장치를 제공하여 여러 프로세스를 교환하는 개념이다.

하나의 중앙 집중 작업, 하나의 처리 장치 지향적이고 입출력 시스템 지향적인 작업을 혼합하는 경우, 중앙 처리 장치는 다른 작업의 I/O 계산을 2배로 증가시켜 특정 공간과 플로피 테이블을 제공할 수 있다. 이를 통해 효율을 극대화할 수 있습니다.

배포는 일반적으로 디스크에서 읽을 수 있는 다양한 작업을 준비하고 실행할 것으로 예상되는 잡풀이라는 중요한 데이터 구조를 제공하며 운영 체제가 다음 작업을 사전에 구성할 수 있습니다.

 

수행해야 할 작업이 카드 리더 또는 테이프 리더인 경우 이 명령을 무시하고 다른 순서로 작업을 수행할 수 없습니다. 이는 작업에 들어가는 입력장치의 특성 때문에 FCCFS(최초 소유권 거래)를 모니터링해야 하기 때문이다.

 

2022.11.09 - [운영체제] - [운영체제] 입출력 시스템 정리 (2)

[운영체제] 입출력 시스템 정리 (2)