컴퓨터 구조
컴퓨터는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나눠집니다.
하드웨어적으로 살펴보면 다음과 같습니다.
구조도
컴퓨터 내부구조는 간단하게, CPU, 메모리, I/O로 이루어져 있습니다.
| CPU | 중앙처리장치(제어/연산 장치) - ALU(산술/논리 연산 장치), 제어장치, 레지스터 |
| 메모리 | 기억장치 中 주기억장치 |
| 디스크 | 기억장치 中 보조기억장치 |
| I/O | 입력장치, 출력장치 |
| 시스템버스 | 컴퓨터 시스템 구성요소 연결 및 데이터 전송 수행 -제어버스, 주소버스, 데이터버스 |
CPU
1. 구성요소 : 산술연산장치(ALU), 제어장치(CU, Control Unit), 레지스터(Register), 시스템버스 + 캐시(L1 Cache)
2. 기능 : 전송기능, 연산기능, 제어기능
3. 종류 : 명령어집합형태에 따라 CISC, RISC
4. ALU (산술연산장치)
5. CU (제어장치)
* 명령어
CPU 명령어 구조 및 오퍼랜드 수에 따른 분류
CPU 명령어에 의해 데이터 인출 때 사용하는 주소지정방식
- 즉시주소
- 직접주소
- 간접주소
- 레지스터 주소
- 레지스터 간접 주소
- 변위 주소지정 방식
6. Register
| IR | 명령어 레지스터 | 현재 인출(fetch)된 명령어 |
| PC | 프로그램 카운터 | 다음 명령어 주소 |
| AC | 누산기 | 데이저 일시적 저장 |
| MAR | 기억장치 주소 레지스터 | PC주소가 시스템주소버스로 출력되기 전에 일시적으로 저장되는 주소 레지스터 |
| MBR | 기억장치 버퍼 레지스터 | 기억자이에 쓰일 데이터 또는 기억장치로부터 읽혀진 데이터를 일시적으로 저장하는 버퍼 레지스터 |
7. CPU에서 명령 실행과 제어 방법
1) 읽기(Fetch Instruction): 메모리에서 명령을 가져온다.
2) 해석(Decode Instruction): 명령을 해석한다.
3) 실행(Execute Instruction): 명령을 수행한다.
4) 기록(Write Back): 수행한 결과를 기록한다.
기억장치(주기억장치, 캐시메모리, RAID)
1. 주기억장치
- 계층 (레지스터 > 캐시메모리(SRAM) > 메인 메모리(DRAM) > 보조기억장치(HDD)
- RAM vs ROM
2. 특수 기억장치
- 캐시 메모리
- 연관 메모리
- 메모리 인터리빙
- 가상 메모리 (Virtual Memory)
시스템 버스
주의! 명령어 버스는 존재하지 않음!!
암기 방법: 제주대(데)학교
1. 제어 버스 : 데이터를 주기억장치에 쓸지 읽을지를 결정, CPU에서 주기억장치에만 신호를 전달하므로 단방향
2. 주소 버스 : 주기억장치의 어느 위치에 데이터를 읽을지 또는 쓸지를 정해주는 값 주기억장치 크기에 따라 주소 버스의 크기 역시 정해 짐
3. 데이터 버스 : 주기억장치에 읽거나 써야 할 데이터가 전송되는 버스. CPU가 한번에 전송할 수 있는 데이터의 크기와 같음. 이 데이터는 보낼 수도 있고, 받을 수도 있으므로 양방향
PnP 방식 : 특별한 세팅 없이 자동 설정 가능
Hot Plug 방식 : 파워가 켜진 상태에서도 탈부착이 가능
저장 장치
1. HDD / SSD
2. 디스크 스케줄링
3. RAID
- 정의 : 여러 개의 디스크를 하나로 묶어 하나의 논리적 디스크로 작동한다. 레벨에 따라 저장장치의 신뢰성을 높이거나 성능 향상 목적을 만족시킴
- 종류 :
1) 스트라이핑
2) 미러링
실시간 에러체크 가능
3) 해밍코드 사용
4) 패리티 비트단위
5) 패리티 블록단위
6) 라운드 로빈 방식
현재 가장 많이 사용
7) 이중 패리티 방식
8) RAID 0+1
9) RAID 1+0
I/O 장치
Input / Output
1) 입력장치 - 키보드, 마우스
2) 출력장치 - 모니터, 프린터
병렬처리
1. 병렬컴퓨터 프로세스 구조 [플린의 분류]
- SISD
- SIMD
- MISD
- MIMD
