보조기억장치와 입출력
쉽게 말하면
파일을 오래 보관하는 곳이 보조기억장치예요. 원판이 도는 하드 디스크(HDD)는 싸고 크지만 느리고 충격에 약해요. 반도체로 만든 SSD는 빠르고 조용하고 충격에 강해요. 모니터·프린터·USB 장치는 포트(꽂는 구멍)로 연결하고, 장치가 'CPU님, 일 끝났어요'라고 알리는 신호가 인터럽트예요. CPU를 거치지 않고 장치와 메모리가 직접 자료를 주고받는 방식을 DMA라고 해요.
시험용 정의
보조기억장치는 비휘발성 저장 장치로 HDD(자기 원판, 대용량·저렴, 느림, 충격에 약함), SSD(플래시 메모리, 빠름·저소음·저전력·충격에 강함, 비쌈), 광 디스크(CD·DVD·블루레이), USB 메모리가 있다. 여러 디스크를 묶어 속도·안전성을 높이는 기술이 RAID다. 입출력 제어 방식에는 인터럽트(장치가 CPU에 처리 요청을 알리는 신호), DMA(CPU를 거치지 않고 메모리와 장치가 직접 전송), 채널(입출력만 전담하는 작은 프로세서)이 있다. 연결 포트는 USB(핫 플러그, 최대 127개 장치), HDMI(영상+소리 디지털), DP, 썬더볼트 등이다. 화면 품질은 해상도(픽셀 수), DPI(1인치당 점 수), 재생률(Hz)로 나타낸다.
비유로 이해하기
인터럽트는 식당 호출벨이다. 손님(장치)이 벨을 누르면 직원(CPU)이 하던 일을 잠시 멈추고 가서 처리한 뒤 돌아온다. DMA는 배달원이 직원을 거치지 않고 창고(메모리)에 바로 물건을 넣는 것이다.
자세히
먼저 알아 둘 말
| 말 | 뜻 |
|---|---|
| HDD | 자기 원판을 돌려 읽고 쓰는 하드 디스크 |
| SSD | 플래시 메모리로 된 저장 장치 |
| RAID | 여러 디스크를 하나처럼 묶어 속도나 안전성을 높이는 기술 |
| 포트 | 장치를 연결하는 구멍(단자) |
| 핫 플러그 | 전원을 켠 채로 꽂고 뺄 수 있는 것 |
| 픽셀 | 화면을 이루는 가장 작은 점 |
| UEFI | BIOS를 대신하는 새 펌웨어 방식. 큰 디스크와 빠른 부팅 지원 |
HDD vs SSD
| 구분 | HDD | SSD |
|---|---|---|
| 원리 | 자기 원판 회전 | 플래시 메모리(반도체) |
| 속도 | 느림 | 빠름 |
| 소음·발열·전력 | 있음·많음 | 거의 없음·적음 |
| 충격 | 약함 | 강함 |
| 용량당 가격 | 저렴 | 비쌈 |
| 최적화 | 조각 모음 | TRIM (조각 모음 불필요) |
입출력 제어
| 방식 | 설명 |
|---|---|
| 인터럽트 | 예상치 못한 일이나 장치 요청이 생기면 CPU가 하던 일을 멈추고 처리한 뒤 돌아감. 하드웨어(전원·입출력)와 소프트웨어(프로그램 오류·SVC) 인터럽트 |
| DMA | CPU 개입 없이 주기억장치와 입출력 장치가 직접 데이터 전송 → CPU 부담 감소 |
| 채널 | 입출력만 전담하는 작은 프로세서. CPU와 입출력 장치의 속도 차이 해결 |
포트와 출력 장치
- USB: 핫 플러그·플러그 앤 플레이, 최대 127개 장치 연결, 버전이 오를수록 빠르다 (USB 3.0 단자는 보통 파란색)
- HDMI: 영상과 소리를 함께 디지털로 전송 / DP(DisplayPort): 고해상도 모니터
- 블루투스: 가까운 거리 무선 연결 (마우스·이어폰)
- 모니터 크기는 대각선 길이(인치), 해상도가 높을수록 선명, 재생률이 높을수록 부드럽다
- 프린터 속도: 잉크젯·레이저는 PPM(분당 장수), 도트 프린터는 CPS(초당 글자 수)
기출에서 더 나온 것
| 말 | 뜻 |
|---|---|
| USB 커넥터 색 | USB 2.0은 검정·흰색, USB 3.0은 파란색 |
| 레이저 프린터 | 드럼에 토너를 묻혀 찍는 비충격식. 드럼식·체인식·밴드식은 충격식 활자 프린터의 방식 |
| 블루레이 | 한 층에 25GB 이상 저장하는 광 디스크. 고화질 영상용 |
| BIOS | ROM(요즘은 플래시 메모리)에 저장된 펌웨어. 전원을 켜면 POST로 하드웨어를 점검하고 운영체제를 불러온다 |
1급에서 더 나오는 것
| 항목 | 알아 둘 것 |
|---|---|
| RAID | 하드 디스크 여러 개를 하나처럼 묶어 쓰는 기술. 미러링(같은 내용 두 번 기록, 안정성)·스트라이핑(나눠 기록, 속도). 다른 주변 장치는 묶지 않는다 |
| 버스와 칩셋 | 내부 버스: CPU 안 레지스터·연산 장치 사이. 외부 버스: CPU와 주변 장치 사이(데이터·주소·제어 버스). 확장 버스: 확장 카드 슬롯. 칩셋: 메인보드의 장치들을 제어하고 데이터 흐름을 조율 |
| 바이오스와 CMOS | 바이오스는 메인보드 롬(플래시 메모리)에 있고 켜자마자 장치를 검사한다. CMOS 설정에서 날짜·시간, 부팅 순서, 시스템 암호, 하드 디스크 종류, 칩셋·전원 관리를 바꾼다. 바이오스 종류 선택, Windows 로그인 암호, 페이징 파일 크기, 프린터 등록은 CMOS에서 하지 않는다 |
| 채널과 인터럽트 | 채널: CPU 대신 입출력을 맡아 속도 차이 문제를 줄이는 입출력 전용 처리기. 외부 인터럽트: 정전, 타이머, 입출력 완료. 0으로 나누기·잘못된 명령·오버플로는 내부 인터럽트 |
| 디스크 연결 | SATA: 직렬, PATA(EIDE)보다 빠르고 켠 채 꽂고 뺄 수 있다. EIDE는 병렬 PATA 계열. SCSI는 서버용 연결 방식. SSD: 플래시 메모리, 빠르고 조용하며 충격에 강함 |
| 새 디스크를 못 찾을 때 | CMOS에서 인식 여부, 케이블·전원 연결, 점퍼 설정을 먼저 확인한다. 재설치·포맷은 데이터를 잃게 하는 마지막 수단 |
| 3D 프린터 | 도면 데이터로 입체 물건을 만든다. 방식은 층을 쌓는 적층형과 덩어리를 깎는 절삭형 |
| 모니터 용어 | 픽셀: 화면의 가장 작은 점. 해상도: 픽셀 수, 높을수록 선명(색의 수는 색 깊이가 정함). 점 간격: 좁을수록 선명. 재생률: 높을수록 깜박임이 적다 |
시험에 이렇게 나와요
- SSD → 반도체 저장, 빠르고 소음·발열 적음, 충격에 강함 (불량 섹터는 HDD 이야기)
- 블루레이 → 한 장에 25GB 이상, 고화질 영상
- BIOS → ROM(플래시)에 저장된 펌웨어, 전원을 켜면 POST로 하드웨어 점검
- SATA → 직렬 방식, 핫 플러그 지원
- HDMI → 영상과 음성을 압축 없이 한 케이블로
- 해상도 → 화면 픽셀 수로 정해지는 세밀함
- (1급) CMOS에서 바꿀 수 없는 것(바이오스 종류·Windows 암호·페이징 파일), 채널, 외부 대 내부 인터럽트, RAID, SATA 대 EIDE(PATA), 칩셋
확인 문제
Q1. SSD에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 같은 용량이면 HDD보다 싸다
- 원판이 회전해 소음이 있다
- 조각 모음을 자주 해야 빨라진다
- 반도체 메모리를 써서 빠르고 충격에 강하다
정답 보기
4번 반도체 메모리를 써서 빠르고 충격에 강하다
SSD는 플래시 메모리 기반이라 움직이는 부품이 없어 빠르고 조용하며 충격에 강하다. 용량당 가격은 HDD보다 비싸고, 조각 모음 대신 TRIM으로 최적화한다.
Q2. CPU를 거치지 않고 주기억장치와 입출력 장치가 직접 데이터를 주고받는 방식은?
- 채널
- 인터럽트
- 폴링
- DMA
정답 보기
4번 DMA
Direct Memory Access.
Q3. USB에 대한 설명으로 틀린 것은?
- 직렬 방식으로 데이터를 보낸다
- 연결할 때마다 컴퓨터를 다시 시작해야 한다
- 최대 127개 장치를 연결할 수 있다
- 컴퓨터를 켠 채로 연결할 수 있다
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2번 연결할 때마다 컴퓨터를 다시 시작해야 한다
'연결할 때마다 컴퓨터를 다시 시작해야 한다'가 틀리다. USB는 켠 채로 꽂고 뽑는 핫 플러그를 지원한다.
Q4. 영상과 소리를 하나의 케이블로 디지털 전송하는 포트는?
- RJ-45
- VGA
- HDMI
- PS/2
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3번 HDMI
HDMI다. 영상과 소리를 함께 디지털로 보낸다. VGA는 아날로그 영상만 보내고 소리는 따로 연결해야 한다.
Q5. SSD에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- 반도체에 저장한다
- 충격에 강하다
- 읽기·쓰기가 빠르다
- 디스크가 돌아가서 소음이 크다
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4번 디스크가 돌아가서 소음이 크다
회전하는 디스크는 HDD다. SSD는 소음·발열이 적다.
Q6. 전원을 켜면 BIOS가 하드웨어를 스스로 점검하는 과정은?
- SATA
- HDMI
- PCM
- POST
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4번 POST
POST(Power On Self Test).
헷갈리기 쉬운 O·X
SSD는 HDD보다 같은 용량에서 가격이 싸다.
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X 틀리다. 같은 용량이면 SSD가 더 비싸다. 대신 SSD는 더 빠르고 충격에 강하다.
인터럽트를 처리한 뒤 CPU는 하던 작업으로 돌아간다.
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O 상태를 저장해 두었다가 복귀한다.
채널은 CPU 대신 입출력을 전담하는 장치다.
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O 맞다. 채널은 입출력을 맡아 처리하는 장치라, CPU는 그동안 다른 일을 할 수 있어 부담이 줄어든다.