Chapter 4: 프로세서 성능과 휴대성을 위한 하드웨어

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1 Chapter 4: 프로세서 성능과 휴대성을 위한 하드웨어
© The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

2 패널 4.1 마이크로프로세서의 보급 ”

3 4.1 마이크로칩, 소형화 및 기동성 진공관에서부터 트랜지스터를 거쳐 마이크로칩까지 - 진공관 - 트랜지스터 - 집적회로
- 실리콘

4 패널 작아지는 구성 성분들

5 4.1 마이크로칩, 소형화 및 기동성(계속) 소형화의 기적 : 마이크로칩, 마이크로프로세서 및 마이크로머신 - 마이크로칩
- 마이크로프로세서 데이터를 정보로 처리 또는 조작하는 부분 컴퓨터프로세서의 소형화된 회로 - 이동성

6 패널 칩 만들기 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

7 4.2 CPU와 주 기억장치 CPU - 컴퓨터의 두뇌 명령어에 따라 데이터 조작 - 제어장치
시스템의 나머지 부분에 전자신호의 이동을 지시 - 산술/논리 장치 계산기능과 논리기능 수행 - 성능 8 비트 / 16 비트 / 32 비트

8 패널 CPU와 주 기억장치 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

9 4.2 CPU와 주 기억장치(계속) 주 기억장치 - 작업저장공간(메모리, RAM..) - 처리를 위하여 데이터 저장
- 데이터 처리를 위한 명령어(프로그램) 저장 - 출력 또는 보조 기억 장치로 전송될 데이터 저장 - 휘발성 저장 장치 임시 저장 장치, 전원이 꺼지면 데이터 손실 - 주기억장치의 용량 64KB / 128MB ..

10 4.2 CPU와 주 기억장치(계속) 레지스터 : 처리를 위한 저장 영역
- 처리를 하는 동안 일시적으로 데이터를 저장하는 고속의 저장 영역 - 주기억장치에서 처리하기 바로 직전에 레지스터에 적재 - 처리 속도 향상

11 4.2 CPU와 주 기억장치(계속) 머신 사이클 : 명령어는 어떻게 처리되는가 - Address 사용
주기억장치 내의 위치를 가리키는 고유한 수 - 머신사이클 단일 프로그램 명령어를 실행하기위한 일련의 과정 - 명령어 사이클 제어장치가 주기억장치로부터 명령어를 가져와 디코드 - 실행 사이클 산술/논리장치에서 그 명령어를 실행 주 기억장치나 레지스터에 처리된 데이터 저장

12 4.2 CPU와 주 기억장치(계속) 머신 사이클 : 명령어는 어떻게 처리되는가(계속) - 시스템 시계(System Clock)
컴퓨터내의 모든 연산이 진행되는 속도를 제어 - 처리속도의 범주 메가헤르츠 MIPS FLOPS(FLoating Operations Per Second) 수분의 일초 : miliseconds, microseconds, nanoseconds

13 패널 머신 사이클 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

14 4.3 컴퓨터에서 데이터와 명령어는 어떻게 표시되는가
이진시스템 : 두 상태를 이용해서 - 숫자 0 과 1 만을 사용 0 : 전류의 흐름이 끊긴 것 1 : 전류가 흐르는 상태 용량 표시 방법 - 비트 (bit : binary digit) / 바이트(byte) - 킬로바이트(KB : kilobyte) / 메가바이트(MB : megabyte) - 기가바이트(GB : gigabyte) / 테라바이트(TB : terabyte)

15 패널 이진 데이터 표시 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

16 4.3 컴퓨터에서 데이터와 명령어는 어떻게 표시되는가(계속)
이진 코딩 기법(Binary coding scheme) - 문자.숫자 및 특수문자 등은 컴퓨터시스템 내에서 이진코딩방법 에 의해서 표시 - EBCDIC 메인프레임 컴퓨터에서 사용 - ASCII-8 마이크로 컴퓨터에서 가장 많이 사용되는 이진 코드 - UNICODE 각 문자에 2 바이트를 할애 65,536 개의 문자조합을 처리

17 패널 4.7 두 가지 이진 코딩 기법 : EBCDIC과 ASCII-8
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18 4.3 컴퓨터에서 데이터와 명령어는 어떻게 표시되는가(계속)
패리티 비트(Parity Bit) - 정확도 검사를 목적으로 바이트의 끝부분에 덧붙이는 여분의 비트 - 짝수 패리티(even parity) - 홀수 패리티(odd parity) 기계어 - 각각의 컴퓨터가 자신의 고유한 기계어를 사용 - 컴퓨터가 바로 실행할 수 있는 이진 스타일의 프로그래밍 언어

19 패널 패리티 비트 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

20 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치 - 전원 공급 장치 - 마더보드 - CPU 칩 - 특수 프로세서 칩 - RAM 칩
- ROM 칩 - 다른 형태의 메모리(캐시, VRAM, 플래시) - 확장 슬롯과 보드 - 버스 라인 - 포트 - PC(PCMCIA) 슬롯과 카드

21 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) 전원 공급 장치 - 서지보호기(Surge Protector)
컴퓨터가 전압 폭등(Spike)으로 인해 손상되는 것을 막음 - 전압조절기 컴퓨터가 전력 공급량 부족으로 인해 손상되는 것 막음 - UPS(Uninterrupted Power Supply) 서지 보호기의 역할을 하며 정전 때 컴퓨터에 전력을 공급하는 배터리로 가동되는 장치

22 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) 마더보드 - 시스템 보드 - 시스템 장치의 주 회로 기판 - CPU 를 장착
- 확장 슬롯(Expansion Slot) RAM 와 확장 보드(expansion board)라고 부르는 별도의 회로기판을 연결

23 패널 시스템 장치와 마더보드 구성요소 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

24 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) CPU 칩 - Intel 타입의 칩
MS Windows 운영체제는 Intel 칩에서 작동 ex ) 8086,8088,80286,…… , 펜티엄 - Motorola 타입의 칩 매킨토시와 이의 클론 제품에 채택 ex) 68000, 68020,68030,68040 - CISC 칩 Complex Instruction Set Computing 많은 명령어를 지원 - RISC 칩 Reduced Instruction Set Computing 쓰이지 않는 명령어 제거, 속도 증가

25 패널 마이크로컴퓨터와 마이크로프로세서 © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

26 패널 4.11 Moore의 법칙 : Intel칩의 트랜지스터 폭증
How the number of transistors in Intel chips has grown. Moore’s law states that the number of transistors on a chip doubles every 18 months while price stays the same. © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

27 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) 특화된 프로세서 칩 - 주 프로세서와 작업을 나누어 맡음으로 해서 시스템 속도 향상
- 연산 코프로세서(Math Coprocessor) 많은 수학방정식을 포함한 프로그램을 빠르게 처리 - 그래픽 코프로세서(Graphic Coprocessor) 그래픽을 많이 포함하는 프로그램의 처리 속도 증가 복잡한 화면의 디스플레이 지원

28 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) RAM 칩(Random Access Memory)
CPU 가 곧 필요로 하는 데이터와 명령어를 일시적으로 저장하는 메모리 SIMM, DIMM 과 같은 회로기판에 장착됨 - DRAM 칩(Dynamic RAM) - SRAM 칩(Static RAM) - EDO RAM 칩(Extended Data Out RAM)

29 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) ROM 칩 (Read Only Memory)
- 컴퓨터의 기본적인 동작을 제어하는 프로그램 내장 - 특수한 장비가 없이는 쓰여지거나 삭제 불가능 다른 형태의 메모리 - 캐시메모리(Cache Memory) CPU가 신속히 접근할 수 있는 고속 메모리 영역 - 비디오 메모리(Video Memory,VRAM) 모니터에 디스플레이할 영상을 저장 - 플래시 메모리(Flash Memory, Flash RAM) 비휘발성. 전기가 나가도 데이터를 기억 주 기억장치 역할 및 하드 디스크 드라이브 기능 보충.대체

30 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) 확장 슬롯과 보드 - 확장 슬롯 확장 카드를 끼울 수 있는 마더 보드 위의 소켓
- 확장 카드 많은 메모리를 제공하거나 주변 장치를 제어하는 회로기판 - 확장 메모리(expanded memory) 메모리 확장 카드로 주 기억장치 용량을 확장 - 디스플레이 어댑터 다양한 종류의 컬러 비디오 디스플레이 모니터를 조정 - 제어 카드(controller card) 다양한 주변 장치를 다룰 수 있도록 하는 회로 기판 - 코프로세서, 모뎀, 팩스,사운드 및 네트워킹 위한 특수 회로기판

31 패널 4.12 마이크로컴퓨터의 확장카드 확장카드는 마더보드의 슬롯에 꼭 들어맞는다.
패널 마이크로컴퓨터의 확장카드 확장카드는 마더보드의 슬롯에 꼭 들어맞는다. © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

32 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) 버스 라인 - 전기의 통로 역할
- cpu 내에서 그리고 cpu와 시스템 장치 안의 다른 장치 사이에 전송 - 확장버스 RAM 과 확장 슬롯 사이에 데이터를 전송 - 지역 버스 (local bus) 확장 슬롯을 cpu 에 직접 연결하는 버스 - 버스는 차선이 여럿있는 고속도로 차선이 많을수록 , 비트는 더 빨리 전송

33 패널 4.13 버스 버스는 CPU 내에서 비트를 전송하거나 CPU로부터 나온 비트를 주변장치에 연결시키는 전기적 통로이다.
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34 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) 포트 - 게임 포트 조이스틱이나 게임용 장치를 시스템 장치에 연결
- 병렬 포트(parallel port) 8비트가 동시에 전송될 수 있는 라인을 연결 - 시리얼 포트(serial port) 비트를 한 라인으로 순차적으로 전송 - 비디오 어댑터 포트 비디오 디스플레이 모니터를 내부의 어댑터 카드에 연결 - SCSI 포트(Small Computer System Interface) SCSI 호환 장치에 대해 고속으로 데이터를 전송하는 인터페이스를 제공 - 적외선 포트 적외선으로 작동하는 장치와 컴퓨터를 무선으로 연결

35 패널 4.14 포트 여기서 보는 것은 PC와 매킨토시의 뒷부분이다.
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36 패널 두 종류의 데이지 체인. © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

37 4.4 마이크로 컴퓨터 시스템 장치(계속) 플러그인 카드: PC (PCMCIA) 슬롯과 카드
- 휴대용 컴퓨터를 위한 개방형의 새로운 버스표준 - 2.1 * 3.4 인치의 크기로 주변 장치를 포함 - 마이크로컴퓨터의 슬롯에 끼워 넣음 - 적용 신용카드크기의 모뎀, 사운드 보드, 하드 디스크 추가 메모리 및 심지어 호출기와 이동전화까지 - 네 가지 크기의 카드

38 패널 4.16 PC 카드. Not much bigger than a credit card,
a PC card fits in a small slot on the side of a computer. PC cards are typically used to provide extra memory or a modem. © The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

39 4.5 전망 : 미래의 정보 처리 속도 앞으로 개발될 것 : 가까운 장래 - 미디어 프로세서-멀티미디어 슈퍼 칩
- 수천 메가헤르츠의 프로세서 칩 - 갈륨비소와 실리콘 게르마늄 - 수십억 비트의 메모리 칩 - 페타플롭과 네트워크 스타일의 슈퍼 컴퓨터 앞으로 개발될 것 : 먼 미래 - 초전도 물질 - 광전자 - 나노테크놀러지 - 생물공학

40 4.6 컴퓨터, 구식화 및 환경 구식화 - PC 시스템의 구식화는 매 3년 마다 - 구식화 속도 가속
- 사용하지 않고 몇 분이 지나면 자동으로 sleep 모드로 전환 향후 개발

41 Panel 4.17 Tender loving care or “ruggedize”your laptop?

42 Panel 4.18a How to make your laptop run overseas
© The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

43 Panel 4.18b How to make your laptop run overseas
© The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999

44 Panel 4.19 Going mobile: a buyer’s checklist
© The McGraw-Hill Companies, Inc., 1999