[CS / TOPCIT] 데이터 처리 기술

병렬 처리 시스템

병렬처리는 하나 또는 하나 이상의 독립된 운영체제가 여러 개의 프로세서를 관리하고 여러 작업을 처리하는 것. 병렬로 처리하면 처리속도가 빠르고 기억장치는 공유할 수 있음

 

병렬 처리 시스템의 플린에 의한 분류(Flynn's taxonomy)

병렬 컴퓨터 프로세서의 구조

구분	명령어 흐름	데이터 흐름	사례
SISD	1	1	팬티엄, 폰노이만구조
SIMD	1	다중	Array, 슈퍼 컴퓨터
MISD	다중	1	적용어려움
MIMD	다중	다중	SMP, MPP, NUMA

1. SISD (단일명령 - 단일자료)

• 한 번에 한 개씩의 명령어와 데이터를 순서대로 처리하는 단일 프로세서 시스템
• 현재의 일반적인 컴퓨터 구조

2. SIMD (단일명령 - 다중자료)

• 하나의 명령어로 다수의 데이터들을 동시에 실행하는 구조
• 다수의 데이터들에 대하여 동일한 연산 수행
• n개의 프로세싱 유닛으로 구성되나 동작은 하나의 제어 장치에 의해 통제

3. MISD (다중명령 - 단일자료)

• 각 프로세싱 유닛들은 서로 다른 명령어 실행
• 처리되는 데이터들은 동일한 데이터를 처리하는 병렬 컴퓨팅 아키텍어

4. MIMD (다중명령 - 다중자료)

• 다수의 프로세서들이 각각 다른 프로그램과 서로 다른 데이터들을 처리하는 구조

 

병렬 프로세서 기술의 유형

• 명령어 파이프라이닝 : 하나의 연산처리 과정을 여러 단계로 구분하고 각 단계들을 처리하기 위한 하드웨어 유닛을 별도로 구성하여 동시에 서로 다른 명령어들을 처리하도록 함으로써 중앙처리장치의 성능을 높여주는 기술
• 슈퍼스칼라 프로세스 : 중앙처리장치의 속도를 높이기 위해 다수의 명령어 파이프라인을 포함시킨 구조
• 파이프라인 해저드 : 파이프라인의 속도가 느려지는 경우

스토리지 기술

저장장치란 자료를 파손이나 유실되지 않게 관리하는 장치

• DAS : 컴퓨터 시스템에서 직접 파일시스템을 관리하게 되는 스토리지
• NAS : 이더넷 네트워크 인터페이스를 통해 스토리지 시스템과 연결되는 구조
• SAN : 별도의 전용 광 채널 스위치를 사용하여 빠른 속도의 연결이 가능하고, 연결되는 서버와 스토리지의 개수의 확장성을 용이하게 하고 연결되는 네트워크 부하가 낮음

그래픽 압축 기술

• 무손실 압축(가역압축) : 압축된 영상을 복원시 원래 데이터의 정보손실 없이 복원하는 방식, 압축률이 낮음
• 손실 압축(비가역 압축)