제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

목차 1. 컴퓨터 시스템의 기본구조 2. 중앙처리 장치 3. 명령어 4. 기억 장치 5. 속도와 성능 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.1 컴퓨터 시스템의 기본 구조 하드웨어 전자회로와 그 밖의 물리적인 장치로 이루어짐 컴퓨터 시스템 소프트웨어 하드웨어를 활용할 수 있는 기본적인 프로그램과 기술 컴퓨터 시스템 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.1 컴퓨터 시스템의 기본 구조 컴퓨터의 하드웨어 구성 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.1 컴퓨터 시스템의 기본 구조 컴퓨터의 내부 구조 컴퓨터의 구성 요소를 보여주는 것으로 중앙처리 장치를 중심으로 한 자료 신호와 명령 신호를 나타냄 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.1 컴퓨터 시스템의 기본 구조 하드웨어 입력 장치 문자나 기호 같은 데이터를 컴퓨터가 이해하도록 전기적 신호장치로 변환시켜 주는 장치 중앙처리 장치 제어 장치, 연산 장치, 레지스터 등으로 구성됨 출력 장치 중앙처리 장치가 처리한 결과를 출력하는 장치 주기억 장치 컴퓨터 내에서 명령어와 데이터들을 기억하는 대규모 저장 장치 보조기억 장치 주기억 장치를 보조해주는 장치 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.1 컴퓨터 시스템의 기본 구조 컴퓨터 시스템의 구성 요소 하드웨어 펌웨어 시스템 소프트웨어 : 컴퓨터를 효율적으로 운영하여 제어하기 위한 프로그램 -> 운영체제 소프트웨어 응용 소프트웨어 : 특정 분야의 업무를 처리하기 위한 프로그램 -> 한글, 엑셀 등 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.1 컴퓨터 시스템의 기본 구조 시스템 소프트웨어 사용자가 복잡한 컴퓨터 하드웨어를 모르고서도 유용하게 사용할 수 있도록 도와주는 프로그램임 컴퓨터를 작동시키고 다루기 위한 프로그램임 사용자가 컴퓨터와 대화할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공함 시스템 소프트웨어 종류와 구분 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.1 컴퓨터 시스템의 기본 구조 디바이스 드라이버(Device Driver) 펌웨어(Firmware) 하드웨어와 운영 체제의 중간에 위치하여 장치를 동작시키는 일을 함 우리말로 ‘장치 구동기’라고도 함 펌웨어(Firmware) 시스템의 효율을 높이기 위한 ROM에 들어 있는 기본 프로그램임 ROM에 고정되어 있기 때문에 하드웨어의 특성도 가지고 있지만 실제로는 소프트웨어에 더 가까움 소프트웨어를 하드웨어화 시킨 것으로 소프트웨어와 하드웨어의 중간에 해당함 전형적인 처리 루틴, 비휘발성, 변경 불가 등의 특징으로 특수한 영역에서 많이 사용됨 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.1 컴퓨터 시스템의 기본 구조 펌웨어의 일종인 FlashROM Unit 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

마이크로 프로세서(Micro Processor) 3.2 중앙처리 장치 마이크로 프로세서(Micro Processor) 중앙처리 장치를 한 개의 칩으로 구현한 것임 연산 장치, 제어 장치, 레지스터 등으로 구성됨 비트 수가 클수록 성능이 좋음 연산과 제어기능이 있기 때문에 소형 컴퓨터, 전자 제품 등에 활용됨 인텔 펜티엄 프로세서 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

중앙처리 장치(CPU)의 구성 3.2 중앙처리 장치 연산 장치와 제어 장치로 구성됨 데이터 처리과정에서 필수적 요소임 연산장치 자료를 처리하고 계산하는 장치 산술연산 : 사칙연산 논리연산 : 논리합(OR), 논리곱(AND), 논리부정(NOT) 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.2 중앙처리 장치 연산 장치와 다른 장치와의 관계 제어장치 프로그램에 의해 주어지는 연산의 순서를 차례대로 실행하기 위해 기억장치, 연산장치, 입출력 장치에 제어신호 발생함 이들 장치로부터 신호를 받아 다음에 처리할 작업들을 제어하는 역할임 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.2 중앙처리 장치 동작 (1) 명령어를 해독하여 제어 장치 내의 명령어 레지스터 에 저장하는 장치 (2) 명령어 레지스터에 기억된 명령어에 따라 명령어를 실행하는 명령어 실행 단계 프로그램 제어 (1) 페치 단계 : 기억 장치의 명령어를 호출하여 명령어 레지스터에 저장하는 단계 (2) 실행 단계 : 명령어를 해독하여 실행하는 과정 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

중앙처리 장치의 종류 3.2 중앙처리 장치 명령어의 구성 방식에 따라 CISC, RISC로 구분됨 CISC(Complex Instruction Set Computer) 마이크로 프로그래밍을 통해 다양한 명령어 형식을 제공 명령어의 수가 많고 구조가 복잡하여 생산 단가가 비쌈 일반 PC에 사용되는 386, 486 등 인텔 계열의 중앙처리 장치에 쓰임 RISC(Reduced Instruction Set Computer) 연산속도를 향상 시키기 위해 제어논리를 단순화함 CISC에 비해 단순화된 명령어 구조를 가짐 복잡한 구조를 단순화 시킬 수 있음 특별한 설계 방법을 통해 속도를 최대한 높일 수 있음 가격이 저렴함 워크스테이션에 주로 쓰임 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.3 명령어 명령어 페치 주기억 장치에 기억되어 있는 프로그램 명령어를 호출하는 과정임 명령어 사이클 명령어 페치 주기억 장치에 기억되어 있는 프로그램 명령어를 호출하는 과정임 명령어 페치 사이클 : 명령어를 페치하는 시간, 프로그램 카운터가 지시하는 명령을 명령 레지스터에 페치함. 명령어를 해석하여 데이터에 대한 유효주소를 생성함 명령어 실행 사이클 : 명령어의 내용에 따라 수행되는 시간데이터를 페치하고 명령어를 실행함 인터럽트 사이클 : 인터럽트가 발생하면 위의 두 사이클을 마친 후 인터럽트를 처리함 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.3 명령어 명령어 사이클 : 한 개의 명령어가 실행되는 시간 명령어 페치 시간 + 명령어 실행 시간 명령어의 실행 사이클 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.3 명령어 명령어의 실행 과정 레지스터 : 실행의 중간 결과나 적은 양의 자료를 임시로 저장하는 플립플롭으로 구성되어 있고 중앙처리 장치 내의 임시 기억 장치임 레지스터의 종류(1) MBR(Memory Buffer Register): 모든 자료가 거치게 되는 자료 출입용 레지스터 MAR(Memory Address Register): 기억 장치 내의 정보를 호출하기 위한 주소 저장용 레지스터 IR(Instruction Register): 현재 수행 중인 명령어를 임시 기억해 두는 레지스터 PC(Program Counter): 다음에 실행될 명령어의 주소를 기억함 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.3 명령어 레지스터의 종류(2) Instruction Decoder: 명령어의 코드를 해독하여 필요한 실행 신호를 발생시킴 Address Decoder: 주소를 해독하여 그 정보를 MBR로 전달함 IR(Index Register): 명령어 실행 중 상대 주소를 결정하는 레지스터를 말함 GPR(General Purpose Register): 사용자가 프로그램에서 다목적으로 활용할 수 있는 범용 레지스터 BR(Base Register): 프로그램의 기준 주소를 가지고 있는 레지스터를 말함 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조

3.3 명령어 명령어 실행 과정 제 3장 컴퓨터 시스템의 구조