우리들이 처리하는 일상적인 업무는 어떤 것이라도 두 가지의 공통점을 갖고 있습니다.
첫째는 업무의 시작과 끝이 반드시 존재한다는 겁니다. 어떤 업무를 처리하는 도중에 다른 업무를 처리하는 것은 상식적으로 생각해도 바람직한일은 아니죠.
둘째는 긴급사태가 발생하면 해당업무를 일시 중지하고 긴급사태를 처리해야한다는 겁니다. 즉, 업무처리에는 항상 우선 순위가 존재합니다.
이러한 특징은 PC 의 경우에도 그대로 적용됩니다. 인간의 경우에는 오감을 통해서 보고들은 상황을 스스로 판단하여 업무의 시작과 종료, 그리고 긴급사태 등을 판단하여 행동하게 됩니다. PC 의 마이크로 프로세서(CPU)는 이런 기능을 갖고 있지 않기 때문에 각각의 주변장치가 특수한 신호를 사용하여 마이크로 프로세서에게 작업의 시작 및 종료, 그리고 긴급사태 등을 통보하게 됩니다. 이처럼 각 주변장치가 마이크로 프로세서에게 작업의 종료를 알리거나 마이크로 프로세서에 대해 사용요청을 하는 신호를 전문용어로 인터럽트(Interrupt)라고 부릅니다.
일반적으로 각 주변장치는 작업종료 또는 마이크로 프로세서의 사용요청 시에 인터럽트 신호를 발생시킵니다. 인터럽트 신호를 받으면 마이크로 프로세서는 현재의 작업을 중지하고 인터럽트 신호를 보낸 주변장치의 작업을 우선적으로 수행하는 것입니다. 즉, 인터럽트는 구조신호인 S.O.S 처럼 일종의 긴급신호라고 볼 수 있죠.
인터럽트 신호는 주변장치의 작업종료 또는 사용요청을 의미하는 것이므로 각 주변장치의 인터럽트 신호는 모두가 서로 다르며, 공유할 수 없습니다. 만일 HDD 와 사운드카드가 동일한 인터럽트를 발생시킨다고 가정해 봅시다.
사운드카드가 발생시킨 인터럽트를 마이크로 프로세서가 HDD 가 발생시킨 인터럽트라고 이해할 경우, 컴퓨터 전체의 작업이 엉망이 되어 버리기 때문입니다.
▶ IRQ(Interrupt ReQuest)
우리가 사용하는 PC 의 경우 보통 인터럽트는 15개 정도로 구성되며, PCI 슬롯을 내장하고 있다면 PCI 칩셋에 의해서 독자적으로 관리되는 PCI 용 인터럽트가 추가됩니다. PC에서 사용하는 총 15개의 인터럽트 신호에 1,2,3,4...14,15 까지 일련번호를 붙여 각각의 인터럽트 신호를 구분하는데, 이를 통칭 IRQ(Interrupt Request) 라고 부릅니다. 예를 들면 프린터는 보통 IRQ 7번을 사용하며, HDD 의 경우에는 IRQ 14번을 흔히 사용합니다.
새로운 주변장치들, 예를들면 사운드카드 등은 대개 비어있는 IRQ를 점유하여 작동합니다. 따라서 PC에서 주변장치를 확장할 수 있는 숫자에 한계가 있습니다. PC 가 대략 15개 정도의 인터럽트를 갖고 있지만 일부 IRQ는 FDD 와 컴퓨터 내장시계, HDD, 직렬과 병렬포트 등의 필수 주변장치에 사용하도록 예약되기 마련입니다. 따라서 비어있는 인터럽트의 숫자는 보통 3~4개 정도에 불과하므로, 주변장치 확장에 제약을 받는 것이죠. PC 의 IRQ 부족을 근본적으로 해결하려면 SCSI 등과 같은 주변장치 전용의 인터페이스를 장착하는 것이 바람직합니다.
▶ DMA(Direct Memory Access)
모든 컴퓨터 주변장치는 어떤 작업을 수행하기 위해 마이크로 프로세서의 지시를 받아 자료를 읽어오게 됩니다.
예를 들면 사운드카드가 RAM 으로부터 필요한 자료를 읽어오기 위해서는 반드시 마이크로 프로세서에게 자료를 요청하여 마이크로 프로세서가 RAM 으로부터 자료를 읽어오고 다시 그 자료를 마이크로 프로세서가 사운드카드에 전달하는 과정을 거치게 됩니다. 이처럼 각 주변장치가 마이크로 프로세서를 경유할 경우 마이크로 프로세서에는 과도한 부담이 걸릴 뿐만 아니라 처리속도도 느려지게 됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 컴퓨터에는 DMA(Direct Memory Access : 메모리 직접 접근)라는 자료교환통로가 마련되어 있습니다.
DMA 는 주변장치가 RAM 으로부터 필요한 자료를 읽어오기 위해, 마이크로 프로세서를 경유하지 않고 직접 RAM 으로부터 자료를 읽을 수 있는 일종의 비밀통로입니다. DMA를 사용하면 마이크로 프로세서를 경유하지 않기 때문에 처리속도가 빨라지고 마이크로 프로세서에 대한 과부하도 적어집니다. 긴급신호인 IRQ 와는 달리 DMA 는 자료를 읽어들이는 일종의 통로이므로 여러 개의 주변장치가 동시에 사용할 수 있습니다. DMA를 사용하는 주변장치로는 ATA-2 방식 HDD일부와 사운드 블러스터와 같은 사운드카드, PCI 방식 TV 수신카드 등이 대표적입니다.
