[컴퓨터 구조] 버스중재(Arbitration) Simulator

1. 버스중재 개념

버스중재는 다수의 장치들이 하나의 공통 버스를 공유할 때 발생하는 충돌이나 충돌 방지를 위해서 사용하는 기술이다. 컴퓨터 시스템에서 중앙처리장치(CPU), 입출력장치, 메모리 등 다양한 장치들이 데이터를 버스를 통해 교환할 때, 동시에 여러 장치가 버스에 접근하려고 하면 버스 충돌이 발생하게 된다. 이러한 충돌을 방지하고 효율적인 데이터 전달을 위해 버스중재가 필수적이다. 버스중재는 주로 어느 장치가 다음번에 버스를 사용할 것인지를 결정하는 역할을 담당한다.

이 개념은 1960년대부터 컴퓨터 아키텍처 설계에 중요한 요소로 자리 잡았으며, 특히 병행 처리 시스템과 고속 데이터 전송이 요구되는 시스템에서 더욱 중요시되고 있다. 예를 들어 1990년대 초반, 당시 마이크로프로세서의 버스 중재 기술이 도입된 이후, 시스템의 전반적인 성능은 평균 15% 이상 향상된 것으로 보고되고 있다. 또한, 버스중재 방식에 따라 시스템의 지연 시간(latency)이 크게 차이 나며, 이는 전체 시스템 성능에 결정적인 영향을 미친다. 이를테면, 분산형 버스중재 방식은 충돌률이 2% 미만으로 낮아지고, 중앙집중형 방식은 스케줄링이 간단하나…