컴활 1급 필기 Ch1 열 번째 단원, 입출력 장치와 인터페이스임.
마우스·키보드·모니터처럼 우리가 매일 쓰는 입출력 장치 이름은 쉬운데, I/O 방식(인터럽트·DMA·채널)과 인터럽트 우선순위가 시험 단골임. 인터럽트 순서는 무조건 외워야 하는 부분이라 한 번에 깔끔하게 정리하고 가자.
입력·출력·인터페이스 -- 누가 입력이고 누가 출력인가
입력 장치
데이터를 컴퓨터에 넣는 장치.
- 키보드, 마우스, 터치패드, 트랙볼
- 스캐너, 디지타이저, 태블릿
- 마이크, 웹캠
- 바코드 리더, OMR, OCR
출력 장치
컴퓨터에서 데이터를 내보내는 장치.
- 모니터(CRT, LCD, OLED), 프로젝터
- 프린터(잉크젯, 레이저, 도트, 3D)
- 스피커, 헤드폰
- 플로터
입출력 겸용 장치
입력과 출력을 둘 다 하는 장치.
- 터치스크린, 그래픽 태블릿(필압)
- 모뎀, 네트워크 카드
- HDD, SSD, USB 메모리
핵심: 모니터·프린터·스피커는 출력, 마우스·키보드·마이크는 입력, 터치스크린·HDD는 겸용.
인터페이스 -- 장치를 PC에 연결하는 규격
USB -- 만능 단자
가장 흔하고 다양한 장치를 연결할 수 있는 직렬 통신 단자. 플러그앤플레이 와 핫스왑(전원 켠 채로 꽂고 빼기) 을 지원함.
요즘은 모양도 통일돼서 USB-C 단자 하나로 충전·데이터·영상 출력까지 다 처리.
HDMI / DisplayPort -- 영상 출력 단자
- HDMI: 영상 + 오디오 같이. TV·모니터 표준. 4K·8K 지원.
- DisplayPort (DP): 모니터 전용. 고주사율·고해상도에 강함. 게이밍 모니터에 많음.
Thunderbolt -- 데이터·영상·전원 통합
Intel과 Apple이 개발. USB-C 단자에 Thunderbolt 3/4 가 들어가면 40 Gbps + 영상 + 100W 전원 공급까지 한 케이블로 처리.
옛 단자 (시험용)
- PS/2: 옛 마우스·키보드 (원형 단자)
- Serial / Parallel: 옛 통신·프린터
- VGA, DVI: 옛 모니터 단자
I/O 방식 3종 -- CPU와 장치가 데이터를 주고받는 법
장치(키보드·디스크)와 CPU가 데이터를 주고받을 때 누가 어떻게 처리하느냐로 방식이 갈림.
폴링 (Polling) -- CPU가 계속 묻기
CPU가 주기적으로 장치를 확인해서 "데이터 준비됐어?"라고 묻는 방식. CPU가 계속 일하느라 비효율적. 옛 방식이고 요즘은 거의 안 씀.
인터럽트 (Interrupt) -- 장치가 CPU를 부르기
장치가 준비되면 CPU에게 신호를 보내서 "데이터 준비됐어!" 알려주는 방식. CPU는 평소에 다른 일을 하다가 인터럽트가 오면 그제야 대응함. 효율적. 키보드·마우스·네트워크 카드 다 인터럽트 방식.
DMA (Direct Memory Access) -- CPU 거치지 않고 직접
대량의 데이터를 CPU를 거치지 않고 장치와 메모리가 직접 주고받는 방식. DMA 컨트롤러가 중계함. HDD·SSD 같은 대용량 입출력에 사용. CPU 부담이 크게 줄어듦.
채널 (Channel) -- DMA의 진화형
DMA를 발전시켜 전용 입출력 프로세서가 입출력을 전담함. 대형 서버·메인프레임에서 사용.
핵심: 폴링(CPU가 묻기) < 인터럽트(장치가 부르기) < DMA(CPU 거치지 않음) < 채널(전용 프로세서).
인터럽트 우선순위 (시험 단골)
여러 인터럽트가 동시에 발생하면 우선순위가 높은 것부터 처리함. 시험에 자주 나오는 순서는 5단계.
외우는 멘트: 전원 → 기계 → 외부 → I/O → SVC. 컴퓨터가 죽지 않게 전원·하드웨어 오류가 가장 먼저 처리되는 게 당연한 순서임.
플러그앤플레이 (PnP)
장치를 꽂으면(plug) 바로 동작(play) 하는 기능. OS가 장치를 자동 인식해서 드라이버를 설치함. USB가 PnP의 대표 사례. 옛날엔 장치 추가할 때마다 직접 드라이버 설치하고 시스템 재시작해야 했음.
자주 나오는 시험 함정
1. 입출력 분류
- "터치스크린은 출력 전용" → X. 입출력 겸용.
- "프린터는 입출력 겸용" → X. 출력 전용 (스캐너 합쳐진 복합기는 별도).
2. I/O 방식
- "DMA는 CPU를 거쳐서 데이터를 옮긴다" → X. CPU 거치지 않고 직접.
- "인터럽트는 CPU가 주기적으로 확인한다" → X. 그건 폴링. 인터럽트는 장치가 CPU를 부름.
3. 인터럽트 우선순위
- "I/O 인터럽트가 전원 인터럽트보다 우선" → X. 전원이 1순위.
- "SVC가 외부 인터럽트보다 우선" → X. SVC가 가장 낮음.
4. USB
- "USB는 병렬 통신" → X. 직렬(USB = Universal Serial Bus).
- "USB 2.0과 3.0은 속도가 같다" → X. 3.0이 약 10배 빠름.
한눈에 정리
| 인터럽트 우선순위 | 전원 → 기계 → 외부 → I/O → SVC |
|---|
기출 패턴 풀어보기 3선
5개년 기출 출제 패턴(I/O 방식 정의, 인터럽트 우선순위, USB 특성)을 바탕으로 만든 변형 문제임.
Q1. I/O 방식 · 난이도 ★★★ (상)
다음 중 **DMA(Direct Memory Access)**에 대한 설명으로 옳은 것은?
① CPU가 주기적으로 장치를 확인하는 방식이다.
② 장치가 CPU에게 신호를 보내 알림을 주는 방식이다.
③ CPU를 거치지 않고 장치와 메모리가 직접 데이터를 주고받는다.
④ 메인프레임에서만 사용되는 전용 I/O 프로세서이다.
Q2. 인터럽트 우선순위 · 난이도 ★★☆ (중)
다음 중 인터럽트 우선순위를 높은 것부터 낮은 것 순서로 바르게 나열한 것은?
① 전원 → 기계 → 외부 → I/O → SVC
② SVC → I/O → 외부 → 기계 → 전원
③ I/O → 외부 → 기계 → 전원 → SVC
④ 기계 → 전원 → I/O → 외부 → SVC
Q3. USB 특성 · 난이도 ★☆☆ (하)
다음 중 USB(Universal Serial Bus)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 직렬 통신 방식을 사용한다.
② 플러그앤플레이(PnP)를 지원한다.
③ 전원 켠 상태에서 꽂고 빼는 핫스왑이 가능하다.
④ 병렬 통신 방식으로 한 번에 여러 비트를 전송한다.
💡 답을 보기 전에 먼저 풀어보세요. 정답·해설은 글 맨 아래에 있음.
✅ 정답 · 해설
Q1 정답 : ③
보기별 해설
- ① CPU가 주기적 확인 ✗ 이건 폴링(Polling)
- ② 장치가 CPU에게 신호 ✗ 이건 인터럽트(Interrupt)
- ③ CPU 거치지 않고 직접 ✓ DMA 정의 (Direct Memory Access)
- ④ 메인프레임 전용 I/O 프로세서 ✗ 이건 채널(Channel)
출제 경향 — I/O 방식 4종(폴링·인터럽트·DMA·채널) 정의를 바꿔치기하는 함정이 매년 출제. 핵심 한 줄: 폴링(CPU가 묻기) → 인터럽트(장치가 부르기) → DMA(CPU 거치지 X) → 채널(전용 프로세서) 발전 순서.
→ 본문 § I/O 방식 3종 다시 보기
Q2 정답 : ①
보기별 해설
- ① 전원 → 기계 → 외부 → I/O → SVC ✓ 정답
- ② 거꾸로 ✗ SVC가 가장 낮음
- ③ I/O 가 먼저 ✗ I/O는 4번째
- ④ 기계가 1순위 ✗ 전원이 1순위
출제 경향 — 5단 우선순위 순서를 거꾸로 또는 1·2위 바꿔치기 함정. 전기→하드웨어→밖→I/O→소프트웨어 식으로 자연 순서(컴퓨터가 죽지 않으려면 전원 먼저!)로 외우면 됨.
→ 본문 § 인터럽트 우선순위 다시 보기
Q3 정답 : ④
보기별 해설
- ① 직렬 통신 ✓ USB의 S = Serial
- ② 플러그앤플레이 ✓ OS가 자동 인식
- ③ 핫스왑 ✓ 전원 켠 채 꽂고 빼기 OK
- ④ 병렬 통신 ✗ USB는 직렬. "U S B" 의 S가 Serial
출제 경향 — "USB는 병렬"이라는 단순 함정. USB = Universal Serial Bus → 직렬 한 줄로 못 박을 것. 옛 프린터 포트(LPT)가 병렬이었음.
→ 본문 § USB -- 만능 단자 다시 보기
다음 글: [Ch1-11] 시스템 버스와 포트 -- 데이터·주소·제어 버스, PCIe를 정리함.
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