컴퓨터구조

도구,기계: 정해진 대로 움직임, 명령어 x

프로그래밍(SW): 사람의 일을 도와주고, 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어, 명령어의 집합

 

 

 

컴퓨터의 기본 구성

사용자

응용 소프트웨어 = 소프트웨어

시스템 소프트웨어 = 소프트웨어

하드웨어

 

소프트웨어

좁은의미: 컴퓨터가 일을 처리하기 위해 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어로 작성한 명령어들의 집합

넓은의미: 프로그램 + 데이터 + 관련 문서

 

시스템 소프트웨어

하드웨어를 움직이는 소프트웨어

응용소프트웨어 실행 위한 공통적 기능 제공 소프트웨어

 

하드웨어

정보/데이터의 전송 및 처리가 실제 일어나는 물리적 실체

 

컴퓨터 하드웨어의 기본 구성

컴퓨터 하드웨어: cpu, 기억장치(주기억-ram,rom/보조기억-디스크,cd롬), 입출력장치, 전원, 냉각 송풍기

 

중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU)

 

프로세서(processor)라고도 불림

 

컴퓨터 시스템에 부착된 모든 장치의 동작을 제어하고 명령을 실행

 

제어장치 + 연산장치 + 레지스터(CPU의 저장장치) + CPU 내부버스

 

메모리에서 명령어를 갖고 와서 명령어대로 실행하는  작업을 빠르게 반복 (Fetch(명령어 가지고옴)+Execution(명령어 실행))

 

CPU명령어 사이클: CPU가 한 개의 명령어를 실행하는데 필요한 전체 처리 과정

2개의 부사이클로 분리된다.

 

(1)인출 사이클(Fetch)

CPU가 기억장치로부터 명령어를 읽어오는 단계

 

(2)실행 사이클(Execution)

명령어를 해독하고 실행하는 단계, 양이 많아 4단계로 분리

전송 연산, 처리 연산, 제어 연산, 입출력 연산

 

 

 

기억장치  

(1) 주기억장치(main memory) - RAM, ROM

CPU 가까이에 위치하여, CPU가 처리할 프로그램과 데이터를 일시적으로 저장

 

반도체 기억장치 칩들로 구성

 

가격이 높고, 저장할 때 면적을 많이 차지

 

Random Access Memory: 고속 액세스 가능

 

휘발성

 

RAM vs ROM

Booting: 보조기억장치에 저장된 OS를 주메모리에 올리는 과정

전원 켯을 때 RAM은 비어있음. 

부트로더가 ROM에 ,운영체제는 HDD에 저장되어 있고,

부트로더가 운영체제를 RAM에 적재

제어권을 운영체제에 전달

 

 

레지스터/ 케시 메모리 (SRAM) / 메인 메모리 (DRAM) / 보조기억장치

속도빠름                           ←                     →                     속도느림

용량작음                           ←                     →                     용량많음

 

 

(2) 보조저장장치(auxiliary storage device)

2차 기억장치(secondary memory)로 읽기/쓰기 속도가 느림

 

 

저장 밀도가 높고, 비트 당 가격이 낮음

 

 

영구 저장 가능

 

 

하드 디스크(hard disk)-HDD, 플래시 메모리(flash memory)-SSD, CD-ROM, 등

 

 

 

입출력장치(I/O device)

 

사용자와 컴퓨터간의 대화를 위한 입력 및 출력장치

 

유×무선 통신 네트워크 인터페이스 장치

 

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시스템 버스

 

CPU와 시스템 내의 다른 요소들 사이에 정보를 교환하는 통로

 

기본 구성

 

 

주소 버스(address bus)

 

 

CPU가 외부로 발생하는 주소 정보를 전송하는 신호 선들의 집합

 

주소 선의 수는 CPU와 접속될 수 있는 최대 기억장치 용량을 결정

 

데이터 버스(data bus)

 

CPU가 기억장치 혹은 I/O 장치와의 사이에 데이터를 전송하기 위한 신호 선들의 집합

데이터 선의 수는 CPU가 한 번에 전송할 수 있는 비트 수를 결정

 

제어 버스(control bus)

 

CPU가 시스템 내의 각종 요소들의 동작 제어를 위한 신호 선들의 집합

 

컴퓨터 정보의 표현과 저장

컴퓨터 정보는 2진수로 표현

 

프로그램 코드

고급언어: 사람이 이해하기 쉬운 언어

컴파일러,어셈블러를 이용해 기계어로 번역

 

어셈블리 언어

고급 언어와 기계어 사이의 중간 언어

 

기계어

컴퓨터가 이해하는 언어

 

시스템 소프트웨어

정의

컴퓨터 하드웨어와 응용 소프트웨어 사이에서 플랫폼 역할을 하는 소프트웨어

 

종류

 

운영체제(Operating System) : 컴퓨터 자원을 관리하고 응용 프로그램의 실행 환경을 제공하는 SW

 

디바이스 드라이버(Device Driver) : 컴퓨터에 연결된 주변 기기를 제어하는 모듈(SW)

 

컴파일러(Compiler) - 통번역, 인터프리터(Interpreter) - 동시통역: 고급언어로 작성된 프로그램을 컴퓨터가 이해할 수 있는 저급언어로 변환하는 SW

 

 

링커(linker) : 여러 개로 분할, 작성된 (목적)프로그램 또는 라이브러리 루틴을 결합하여, 실행 가능한 하나의 프로그램으로 연결하는 SW

 

로더(loader) : 디스크와 같은 저장장치에 보관된 프로그램을 읽어 메인 메모리에 적재한 후 실행 가능한 상태로 만드는 SW

 

어셈블리어 명령어 형식=연산코드+오퍼랜드

연산 코드: CPU가 수행할 연산은 지정해 주는 비트 ex)2bit = 2의 2승

피연산자(오퍼랜드): 연산에 쓰일 데이터 or 데이터가 저장되어 있는 기억장치주소

오퍼랜드의 비트 수는 기억장소의 크기

 

컴퓨터의 기본적 기능

 

프로그램 실행, 데이터 저장, 데이터 이동, 데이터 입력/출력, 제어