고속 블록 입출력을 위한 적응성 문맥전환 방법
“하드웨어 변화에 능동적으로 대처하고 부팅시간 단축이 가능”

■ 기술의 내용
본 발명은 고속 블록 입출력을 위한 적응성 문맥전환 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 문맥전환을 통한 입출력 처리의 수행 또는 프로세스의 직접 입출력 처리 여부를 선택하여 하드웨어의 변화에 따른 적절한 문맥전환 방법 및 장치에 관한 것이다.

[고속 블록 입출력을 위한 적응성 문맥전환 방법을 도시한 흐름도]

기존에는 프로세스가 입출력을 실행 할 때, 블록 입출력 장치의 성능이 연산장치나 메모리에 비해 매우 느리므로 입출력 스케쥴러는 블록 입출력 장치의 병목현상을 줄이기 위해 다른 프로세스에게 연산장치를 할당하고, 디바이스 드라이버에 의해 블록 연산이 끝난 후에 입출력을 요청한 프로세스를 실행시켰다. 여기서, 문맥전환은 전체 시스템 성능을 향상시키는 데 반드시 필요한 기능이었으나 문맥전환시 과부하가 발생하였다.

메모리 산업이 발달함에 따라 메모리 기반 블록 입출력 장치는 입출력 속도가 하드 디스크에 비해 매우 빠르며 앞으로 더욱 빨라질 전망이다. 이것은 특정 상황에서는 문맥전환을 수행하지 않는 것이 입출력 응답속도 측면과 시스템 성능 측면에서도 이득이 될 수 있음을 의미한다.

따라서, 시스템 성능 향상을 위해 문맥전환의 수행여부를 결정하여 필요에 따라 문맥전환을 선택적으로 수행하는 문맥전환 방법 및 장치가 절실히 요구된다.

이 발명은 프로세스가 입출력을 실행할 때 기설정된 조건을 만족하면 문맥전환을 수행하지 않도록 함으로써, 입출력을 요청한 프로세스의 입장에서 빠른 응답이 가능한 적응성 문맥전환 방법 및 장치를 제공한다. 또한 프로세스가 입출력을 실행할 때 연산장치의 효율에 따라 문맥전환의 수행여부를 결정함으로써, 연산장치 사용의 효율성을 높이는 적응성 문맥전환 방법 및 장치를 제공한다.

고속 블록 입출력을 위한 적응성 문맥전환 방법은 프로세스가 입출력 장치에 대하여 데이터의 입출력을 요청하는 단계, 문맥전환(context switching)의 수행 여부에 따른 연산장치 효율을 비교하는 단계 및 상기 연산장치 효율의 비교 결과에 대응하여 상기 입출력 장치 드라이버 컨텍스트로 문맥전환을 수행 또는 프로세스가 직접 입출력을 수행하는 단계를 포함한다. 또한 입출력 장치가 고속 블록 장치인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고 입출력 장치가 고속 블록 장치인 경우 상기 확인하는 단계 내지 상기 입출력을 수행하는 단계를 수행할 수 있다.

그리고 고속 블록 입출력을 위한 적응성 문맥전환 방법은 입출력 장치가 DMA(Direct Memory Access)를 사용하는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.  여기서, DMA(Direct Memory Access)는 블록 입출력시 주 연산장치의 도움 없이 메모리에서 입출력 자료를 직접 주고 받도록 허용하는 하드웨어 메커니즘이다.  문맥전환의 수행여부를 결정하기 위해서는 응답시간 및 연산장치의 효율 중 적어도 하나를 고려할 수 있다.  이때, DMA를 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우는 연산장치의 효율이 각각 다르게 산출될 수 있으므로, 우선적으로 DMA 사용여부를 확인할 수 있다.

특허정보

특허

국가

권리

상태

등록번호

발명의 명칭

출원일

대표

발명자

한국

출원

10-2008-0118331

고속 블록 입출력을 위한 적응성 문맥전환 방법 및 장치

2008.11.26

원유집

■ 적용분야
본 발명과 관련하여 향후 하드웨어의 변화에 따라 더욱 효율적으로 주 연산장치를 사용하기 위해 데이터 입출력시 문맥전환을 적절히 수행할 수 있다. 이는 하드웨어의 변화에 능동적으로 대처하고 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

주로 컴퓨팅 기반의 내장형 시스템들(TV, PMP, UMPC, Net-Book 등)에 있어서 읽기 요청이 들어올 때마다 문맥전환을 하는 것은 적은 데이터의 적재하는데 있어서 과부하가 되고 부팅시간을 늘이는 주원인이 될 수 있다. 문맥전환을 선택적으로 수행하게 함으로써, 향후 컴퓨팅 기반 시스템에서 부팅시간을 단축할 수 있다.

※ 제공 : 한양대학교 산학협력단 02-2220-2218

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