컴퓨터 시스템의 핵심 요소인 버스와 종류에 대해 알아보자

컴퓨터 시스템의 핵심 요소인 버스와 종류에 대해 알아보자 

 

컴퓨터 시스템은 CPU, 기억장치, I/O 장치 등 다양한 구성 요소들로 이루어져 있습니다. 이러한 구성 요소들을 상호 연결하고 데이터와 제어 신호를 전송하기 위해 중심 통로인 버스(bus)가 사용됩니다. 이 글에서는 버스의 역할과 종류에 대해 자세히 알아보겠습니다.

버스의 개념과 기능

버스는 CPU, 기억장치, I/O 장치 등 컴퓨터 시스템의 구성 요소들 간에 정보를 전송하는 선(line)들로 구성됩니다.
버스의 선의 수는 한 번에 전송하는 데이터 비트 수, 기억장치 주소 비트 수, 제어 신호 수에 따라 결정됩니다.
소형 컴퓨터는 50~100개의 신호선을 사용하고, 중대형 시스템은 100개 이상의 신호선을 사용합니다.
버스의 종류

가. 데이터 버스(data bus)

시스템 요소들 간에 데이터를 전송하는 데 사용되는 선들의 집합입니다.
양방향 전송이 가능하며, 버스 폭은 CPU와 기억장치 사이에 한 번에 전송되는 비트 수에 의해 결정됩니다.

 

나. 주소 버스(address bus)

CPU가 기억장치로 데이터 쓰기 또는 읽기 동작을 할 때 해당 기억장소를 지정하는 주소를 전송하기 위한 선들의 집합입니다.
단방향 전송이며, 주소 버스의 비트 수에 따라 시스템에 접속 가능한 전체 기억장치 용량이 결정됩니다.

 

 

다. 제어 버스(control bus)

CPU와 기억장치, I/O 장치 사이에 제어 신호를 전송하는 선들의 집합입니다.
제어 버스는 시스템의 동작을 제어하고 동기화하는 역할을 합니다.

 

중재 버스(arbitration bus)

버스 중재는 버스 사용을 요구하는 마스터들이 순서대로 버스를 사용할 수 있도록 해주는 동작입니다.
중재 버스는 버스 요구 신호(bus request)와 버스 승인 신호(bus grant) 등을 전송하는 신호 선들의 집합입니다.
이를 통해 CPU, 기억장치 모듈, I/O 제어기 등 버스 마스터들이 버스를 순차적으로 사용할 수 있게 됩니다.

 

인터럽트 버스(interrupt bus)

인터럽트 버스는 인터럽트 메카니즘을 위한 제어 신호 선들의 집합입니다.
인터럽트 요구 신호(interrupt request)와 인터럽트 확인 신호(interrupt acknowledge) 등이 포함됩니다.
인터럽트 버스는 I/O 장치가 인터럽트를 요구하고 CPU가 이를 인식하는 데 사용됩니다.
기타 제어 신호들

기억장치 쓰기(memory write) 신호, 기억장치 읽기(memory read) 신호, 입출력 쓰기(I/O write) 신호, 입출력 읽기(I/O read) 신호, 전송 확인(transfer acknowledge) 신호 등이 있습니다.
결론:
컴퓨터 시스템의 핵심 구성 요소들을 상호 연결하는 중심 통로로서 버스는 중요한 역할을 합니다. 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스 등 다양한 종류의 버스가 사용되며, 각각의 버스는 특정한 역할을 수행합니다. 중재 버스는 다수의 요소들이 순차적으로 버스를 사용할 수 있도록 도와주고, 인터럽트 버스는 인터럽트 메카니즘을 지원합니다. 이러한 버스 시스템은 컴퓨터 시스템의 성능과 확장성에 중요한 역할을 합니다.