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컴퓨터 구조(Computer Arichitecutre) 본문
컴퓨터 기본 구조
- 중앙처리장치(CPU =프로세서) - 프로그램 실행과 데이터 처리
- 기억장치 - CPU가 처리할 프로그램 코드와 데이터 저장 장소
- 주기억장치 —액세스 속도 높고 ,영구 저장 능력 없음 —RAM
- 보조기억장치 — HDD,SSD 같은 영구 저장 장치 / CPU 직접 액세스 불가
- 입출력장치 — CPU는 별도의 제어기를 통하여 액세스 가능
컴퓨터 프로그램은 C,C++ 같은 고급 언어를 이용해 작성 ( 사람 이해 쉬움 , 컴퓨터 이해 불가)
컴파일러라는 소프트웨어를 통해 하드웨어가 이해할 수 있는 언어로 변경 —기계어 =기계코드
기계어는 CPU 내부 구조에 따라 하드웨어가 이해할 수 있는 언어가 달라 , 고급언어와 기계어 사이의 어셈블리 프로그램(어셈블리 언어로 작성됨)
어셈블러라는 소프트웨어가 기계어 프로그램으로 변경
고급언어 프로그램 —> 어셈블리 프로그램 —> 기계어 프로그램
기계어 프로그램 -- 2진수인 1,0 들의 조합
기계어 = 연산코드 필드(연산을 지정) + 오퍼랜드 필드(기억장치 주소 지정)
명령어 형식 — 명령어 비트 수와 용도 및 필드 구성 방법을 지정해 주는 형식 -->즉 , 기계어 생성
CPU에 의해 한 번에 처리될 수 있는 비트들의 그룹=단어
시스템의 구성
CPU와 기억장치 접속
시스템 버스 — CPU와 다른 요소들간의 정보 교환 통로
- 주소 버스 —CPU가 외부로 발생하는 주소 정보를 전송하는 신호 선들의 집합
- 데이터 버스 — CPU가 기억장치 혹은 I/O장치와의 사이에 데이터를 전송하기 위한 신호 선들의 집합
- 제어 버스 — CPU가 시스템 내의 각종 요소들의 동작을 제어하는데 필요한 선들의 집합
주소 — CPU에 의해 발생되어 기억장치와 I/O 장치로 보내지는 정보이기 때문에 , 주소버스는 단방향성
데이터 버스 — 읽기 와 쓰기 동작을 모두 지원해야되서 양방향 전송
액세스 — CPU가 데이터를 기억장치의 특정 장소에 저장하거나 이미 저장되어 있는 내용을 읽는 동작
기억장치 쓰기 시간 — CPU가 기억장치로 주소와 데이터를 보낸 순간부터 저장이 완료될 때까지의 시간
기억장치 읽기 시간 — CPU가 기억장치로 주소를 보낸 순간부터 읽기 동작이 완료될 때까지의 시간
데이터 레지스터 — CPU와 I/O장치간의 임시 데이터 기억장치
상태 레지스터 — I/O 장치의 상태를 나타내는 비트들을 저장하는 레지스터
데이터 버퍼 — CPU와 I/O장치간의 데이터 임시 기억장치인 데이터 레지스터의 다른 명칭
CPU는 키보드,프린터와 같은 I/O장치의 제어기 내부 레지스터들의 주소를 이용하여 해당 I/O장치를 제어할 수 있다.
컴퓨터 시스템이 수행할 수 있는 기능
- 프로그램 실행 — CPU가 주기억장치로부터 프로그램 코드를 읽어서 실행
- 데이터 저장 — 프로그램 실행 결과로서 얻어진 데이터를 주기억장치에 저장
- 데이터 이동 —디스크나 SSD에 저장되어 있는 프로그램과 데이터 블록을 주기억장치로 이동
- 데이터 입력 및 출력 — 사용자가 키보드를 통하여 보내는 명령이나 데이터를 읽어들인다.또한 CPU가 처리한 결과 값이나 기억장치의 내용을 프린터 혹은 모니터에 출력
- 제어 —프로그램이 순서대로 실행되도록 혹은 필요에 따라 실행 순서를 변경하도록 조장하여 , 각종 제어 신호들을 발생