디지털 일렉트로닉스 PARSONS/OJA 컴퓨터 구조 1.

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1 디지털 일렉트로닉스 PARSONS/OJA 컴퓨터 구조 1

2 디지털 일렉트로닉스 배울 주제: 마이크로컴퓨터의 주기판에 있는 구성요소를 알 수 있게 된다. 5.1절 미리 보기
Page 5-1 4

3 최근에 거의 모든 컴퓨터는 데이터를 표현하고, 처리하고, 이동시키기 위해 전기적 신호와 회로를 사용하는 전기적 장치이다.
디지털 일렉트로닉스 최근에 거의 모든 컴퓨터는 데이터를 표현하고, 처리하고, 이동시키기 위해 전기적 신호와 회로를 사용하는 전기적 장치이다. Page 5-2

4 Page 5-1 Figure 5-1 컴퓨터 본체 내부 컴퓨터 내부는 어떻게 구성되어 있는가? 주기판 확장카드 확장슬롯 7

5 Page 5-1 Figure 5-1 컴퓨터 본체 내부 컴퓨터 내부는 어떻게 구성되어 있는가? 메모리 마이크로프로세서 칩 7

6 컴퓨터 본체 내부 하드디스크 드라이브 플로피디스크 드라이브 컴퓨터 내부는 어떻게 구성되어 있는가? Page 5-1
Figure 5-1 컴퓨터 본체 내부 컴퓨터 내부는 어떻게 구성되어 있는가? 플로피디스크 드라이브 하드디스크 드라이브 7

7 Page 5-1 Figure 5-1 컴퓨터 본체 내부 컴퓨터 내부는 어떻게 구성되어 있는가? 전원공급장치 리본케이블과 전선 7

8 칩(microchips) : 집적회로의 또 다른 명칭.
왜 시스템 장치는 많은 전선으로 채워져 있지 않은가? 집적회로(Integrated circuit :IC): 미세한 회로, 트랜지스터, 축전기(capacitor) 및 저항기로 구성된 얇은 크리스탈 조각. 칩(microchips) : 집적회로의 또 다른 명칭. Page 5-3 8

9 주기판 혹은 모기판 : 다음의 구성 요소를 포함하는 집적회로 판...
Page 5-4 주기판 칩은 어떻게 합쳐져 컴퓨터를 구성하는가? 주기판 혹은 모기판 : 다음의 구성 요소를 포함하는 집적회로 판... 프로세서 칩 메모리 칩 데이터를 전송하기 위한 회로 기본 입출력 회로 확장 슬롯

10 주기판 마이크로프로세서 주기판 구성요소: RAM 실시간 클락 마이크로프로세서 칩은 어떻게 합쳐져 컴퓨터를 구성하는가?
Page 5-4 Figure 5-4 주기판 칩은 어떻게 합쳐져 컴퓨터를 구성하는가? 마이크로프로세서 주기판 구성요소: RAM 실시간 클락 마이크로프로세서 8

11 주기판 마이크로프로세서 주기판 구성요소: 버스 ROM 확장슬롯 포트 확장카드 칩은 어떻게 합쳐져 컴퓨터를 구성하는가?
Page 5-4 Figure 5-4 주기판 칩은 어떻게 합쳐져 컴퓨터를 구성하는가? 포트 마이크로프로세서 주기판 구성요소: 버스 ROM 확장슬롯 확장카드 8

12 데이터 표현 : 데이터를 인식하고 조작하고 기록할 때 사용하는 형식.
Page 5-5 디지털 데이터 표현 컴퓨터는 숫자와 문자를 어떻게 다룰 수 있는가? 데이터 표현 : 데이터를 인식하고 조작하고 기록할 때 사용하는 형식. 아날로그 장치 : 연속적으로 변하는 데이터에 대해 동작한다. 디지털 장치 : 비연속적인 수에 대해 동작한다. 8

13 Page 5-5 디지털 데이터 표현 컴퓨터는 숫자와 문자를 어떻게 다룰 수 있는가? 디지털 장치 아날로그 장치 8

14 비트 : 컴퓨터 내에서 정보의 최소단위로 하나의 회로를 표현한다. 바이트(문자 하나) : 8개의 연속적인 비트.
Page 5-5 디지털 데이터 표현 컴퓨터는 숫자와 문자를 어떻게 다룰 수 있는가? 비트 : 컴퓨터 내에서 정보의 최소단위로 하나의 회로를 표현한다. 바이트(문자 하나) : 8개의 연속적인 비트. 8

15 y 0 1 1 1 1 0 0 1 이 바이트는 한 문자를 표현한다 : 소문자 y. 디지털 데이터 표현 (소문자)
Page 5-5 Figure 5-5 디지털 데이터 표현 컴퓨터는 숫자와 문자를 어떻게 다룰 수 있는가? 이 바이트는 한 문자를 표현한다 : 소문자 y. y (소문자) 8

16 수 데이터 : 산술 연산에 사용되는 양을 표현하는 수 문자 데이터 : 문자와 기호, 그리고 산술연산에 사용되지 않는 수
Page 5-6 디지털 데이터 표현 컴퓨터는 숫자와 문자를 어떻게 다룰 수 있는가? 수 데이터 : 산술 연산에 사용되는 양을 표현하는 수 문자 데이터 : 문자와 기호, 그리고 산술연산에 사용되지 않는 수 이진수 체계 : 디지털 컴퓨터가 이진수 데이터를 표현하기 위해 사용하는 수 체계 실습 이진수 8

17 수 데이터 혹은 문자 데이터 연봉 이름 수 데이터 주민등록번호 문자 데이터 집주소 전화번호 소프트웨어 가격 학점 평균
Page 5-6 디지털 데이터 표현 컴퓨터는 숫자와 문자를 어떻게 다룰 수 있는가? 수 데이터 혹은 문자 데이터 연봉 이름 주민등록번호 집주소 전화번호 소프트웨어 가격 학점 평균 수 데이터 문자 데이터 8

18 중요한 차이점 디지털 컴퓨터가 표현하는 것은: 수 데이터 : 숫자 0과 1을 사용하는 이진수 체계로 나타낸다.
Page 5-6 디지털 데이터 표현 컴퓨터는 숫자와 문자를 어떻게 다룰 수 있는가? 수 데이터 : 숫자 0과 1을 사용하는 이진수 체계로 나타낸다. 문자 데이터 : ASCII 나 EBCDIC 코드로 나타낸다. 중요한 차이점 디지털 컴퓨터가 표현하는 것은:

19 Page 5-6 Figure 5-6 데이터 표현 코드 모든 컴퓨터는 같은 코드를 사용하여 데이터를 표현하는가? 이 2진수는 무엇을 나타내나? 11001 ? = 25

20 SYMBOL ASCII EBCDIC (space) 0100000 01000000 # 0100011 01111011
Page 5-7 Figure 5-7 데이터 표현 코드 모든 컴퓨터는 같은 코드를 사용하여 데이터를 표현하는가? (space) # A a SYMBOL ASCII EBCDIC

21 SYMBOL ASCII EBCDIC (space) 0100000 01000000 # 0100011 01111011
Page 5-7 Figure 5-7 데이터 표현 코드 모든 컴퓨터는 같은 코드를 사용하여 데이터를 표현하는가? SYMBOL ASCII EBCDIC (space) # A a 대부분의 마이크로 컴퓨터와 많은 미니 컴퓨터 그리고 몇몇 메인프레임 컴퓨터에 사용된다.

22 SYMBOL ASCII EBCDIC (space) 0100000 01000000 # 0100011 01111011
Page 5-7 Figure 5-7 데이터 표현 코드 모든 컴퓨터는 같은 코드를 사용하여 데이터를 표현하는가? (space) # A a SYMBOL ASCII EBCDIC 주로 IBM-계통의 메인프레임 컴퓨터에서 사용된다.

23 데이터 버스 . . . 메인보드 구성요소 간에 연결 프로세서와 다른 구성요소 간에 데이터 수송 주소 선로와 데이터 선로로 구성
Page 5-8 데이터 전송 컴퓨터 내에서 데이터에 어떤 일이 발생하는가? 메인보드 구성요소 간에 연결 프로세서와 다른 구성요소 간에 데이터 수송 주소 선로와 데이터 선로로 구성 데이터 버스 . . .

24 주소 선로 : 데이터의 위치 정보를 운반하여 컴퓨터가 처리에 필요한 데이터를 쉽게 찾을 수 있도록 한다.
Page 5-8 데이터 전송 컴퓨터 내에서 데이터에 어떤 일이 발생하는가? 주소 선로 : 데이터의 위치 정보를 운반하여 컴퓨터가 처리에 필요한 데이터를 쉽게 찾을 수 있도록 한다. 데이터 선로 : 데이터를 표현하는 신호 운반

25 Page 5-8 Figure 5-8 데이터 전송 컴퓨터 내에서 데이터에 어떤 일이 발생하는가? 데이터 버스가 비트 한 뭉치를 집어 온다 ? 주기판의 구성요소 한 곳에서 가져와 다른 구성요소로 전달한다: 주소 선로 데이터 선로

26 5 디지털 일렉트로닉스 QuickCheck 퀴즈 Page 5-8 9

27 5 퀴즈 1. _________________ 는(은) 미세한 회로, 트랜지스터, 축전기(capacitor) 및 저항기 등이 사각형의 매우 작은 실리콘에 부착된 것이다. 9

28 5 퀴즈 1. _마이크로 프로세서__ 는(은) 미세한 회로, 트랜지스터, 축전기(capacitor) 및 저항기 등이 사각형의 매우 작은 실리콘에 부착된 것이다. 9

29 5 퀴즈 2. 컴퓨터 내의 정보를 구성하는 가장 작은 단위를 무엇인가? _________________ 9

30 5 퀴즈 2. 컴퓨터 내의 정보를 구성하는 가장 작은 단위를 무엇인가? 비트 __ __ 9

31 5 퀴즈 3. 0과 1의 두 숫자를 배열하여 컴퓨터의 수 데이터를 표현하는 수 체계는 ? _________________ 9

32 5 퀴즈 3. 0과 1의 두 숫자를 배열하여 컴퓨터의 수 데이터를 표현하는 수 체계는 ? 이진수 체계 __ __ 9

33 5 퀴즈 4. 연속적인 8 개의 비트로 구성된 단위를 무엇이라고 하나? ________. 9

34 5 퀴즈 4. 연속적인 8 개의 비트로 구성된 단위를 무엇이라고 하나? 바이트 __ __ 9

35 5 퀴즈 5. 컴퓨터 안에 있는 대부분의 구성요소는 집적회로이다. (예, 아니오)? 9

36 5 퀴즈 5. 컴퓨터 안에 있는 대부분의 구성요소는 집적회로이다. 예 9

37 5 퀴즈 6. 데이터버스에는 데이터의 위치 정보를 운반하여 컴퓨터가 처리에 필요한 데이터를 쉽게 찾을 수 있도록 하는 ___________가(이) 포함된다. 9

38 5 퀴즈 6. 데이터버스에는 데이터의 위치 정보를 운반하여 컴퓨터가 처리에 필요한 데이터를 쉽게 찾을 수 있도록 하는 _주소선로_ 가 포함된다. 9

39 디지털 일렉트로닉스 5.1절 끝 10

40 메모리 PARSONS/OJA 컴퓨터 구조 Page 1 1

41 메모리 5.2절 미리 보기 RAM, 가상메모리, CMOS와 ROM이 어떻게 다른지 설명한다. 배울 주제: Page 5-1 4

42 메모리는 데이터와 프로그램 명령어를 보유하는 전기 회로이다.
Page 5-9 3

43 메모리 메모리의 종류: RAM (임의 접근 메모리) 가상 메모리 ROM (판독 전용 메모리) CMOS 메모리 Page 5-9
3

44 메모리는 또한 주기억 장치 라고도 하며 프로세서와 직접 연결된다.
Memory 중요한 차이점 메모리는 또한 주기억 장치 라고도 하며 프로세서와 직접 연결된다. 디스크 저장장치는 또한 보조기억장치 라고도 하며 프로세서와 직접 연결되지 않는다. Page 5-9 3

45 축전기는 8개씩 배열되어, 데이터의 한 바이트 정보를 가지게 된다
Page 5-9 Figure 5-9 임의 접근 메모리 RAM은 어떻게 동작하는가? 축전기 : 전기적 신호 혹은 비트를 보유한다. 충전된 축전기는 1을 표현한다. 축전기는 8개씩 배열되어, 데이터의 한 바이트 정보를 가지게 된다 각 바이트에는 RAM 주소 가 할당된다. RAM 7

46 데이터 버스는 CPU와 메모리 간에 데이터를 운반한다.
Page 5-9 Figure 5-9 임의 접근 메모리 RAM은 어떻게 동작하는가? 데이터 버스는 CPU와 메모리 간에 데이터를 운반한다. 문자 A 표현. 7

47 전원이 꺼지면, RAM에 저장된 모든 데이터는 그 즉시 영구히 사라진다.
임의 접근 메모리 RAM은 어떻게 동작하는가? RAM 은 휘발성이다. RAM 은 재사용이 가능한 자원이다. 전원이 꺼지면, RAM에 저장된 모든 데이터는 그 즉시 영구히 사라진다. RAM의 내용은 컴퓨터가 켜질 때마다 다시 적재되어야 한다. RAM의 기본 성질: Page 5-9 7

48 RAM 은 다음 내용을 임시로 보관하는 저장 장치이다:
처리되길 기다리는 원시 데이터 보관 처리된 데이터가 저장되기 전에 보관 데이터 처리를 위한 명령어 운영체제 명령어 RAM 은 다음 내용을 임시로 보관하는 저장 장치이다: Page 5-9 7

49 RAM에 관해 더 알아보면... 용량을 흔히 megabytes(MB)로 측정한다.
Page 5-10 RAM 용량 및 속도 어느 정도의 RAM이 컴퓨터에 요구되는가? 용량을 흔히 megabytes(MB)로 측정한다. 일반적으로 PC는 16 to 64 MB RAM 보유하고 있다. 필요한 용량은 사용하는 소프트웨어와 관련이 있다. 제한 용량 내에서 메모리 확장을 위해 추가로 구매하여 설치할 수 있다. RAM에 관해 더 알아보면... 7

50 프로세서가 RAM에서 오는 데이터를 기다려야 한다면 전체 처리 속도가 느려질 수 밖에 없다.
Page 5-10 RAM 용량 및 속도 어느 정도의 RAM이 컴퓨터에 요구되는가? 프로세서가 RAM에서 오는 데이터를 기다려야 한다면 전체 처리 속도가 느려질 수 밖에 없다. 오늘날 대부분의 RAM은 60 나노초(일초의 10억분의 60)의 속도를 가지고 있다. RAM의 속도는... 7

51 가상 메모리: 디스크 공간을 RAM의 확장 공간으로 사용하는 컴퓨터 기술 RAM 만큼 빠르지 않다.
Page 5-11 가상메모리 RAM이 부족하면 무엇을 해야 하는가? 가상 메모리: 디스크 공간을 RAM의 확장 공간으로 사용하는 컴퓨터 기술 RAM 만큼 빠르지 않다. 컴퓨터에 충분한 메모리가 없어도 대형 프로그램을 수행할 수 있도록 한다. RAM처럼 전원이 나가면 액세스할 수 없다. 7

52 1. 현재 수행 중인 문서편집 프로그램이 대부분의 RAM을 사용한다.
Page 5-11 Figure 5-11 가상메모리 RAM이 부족하면 무엇을 해야 하는가? 1. 현재 수행 중인 문서편집 프로그램이 대부분의 RAM을 사용한다. 그런데, 동시에 스프레드시트 프로그램을 수행하길 원할 수 있다. 7

53 2. 문서편집 프로그램 중에서 가장 적게 사용되는 세그먼트는 디스크 상의 가상메모리로 이동된다.
Page 5-11 Figure 5-11 가상메모리 RAM이 부족하면 무엇을 해야 하는가? 2. 문서편집 프로그램 중에서 가장 적게 사용되는 세그먼트는 디스크 상의 가상메모리로 이동된다. 7

54 3. 스프레드시트 프로그램은 디스크에서 RAM의 빈 공간으로 적재된다.
Page 5-11 Figure 5-11 가상메모리 RAM이 부족하면 무엇을 해야 하는가? 3. 스프레드시트 프로그램은 디스크에서 RAM의 빈 공간으로 적재된다. 7

55 읽기 전용 메모리(ROM) : 컴퓨터가 태스크를 처리할 준비를 할 수 있도록 돕는 명령어를 포함한 칩 세트.
컴퓨터에 RAM이 있는데, ROM은 왜 필요할까? 읽기 전용 메모리(ROM) : 컴퓨터가 태스크를 처리할 준비를 할 수 있도록 돕는 명령어를 포함한 칩 세트. 기본 입출력 시스템(ROM BIOS) : 컴퓨터에게 디스크 드라이브를 액세스하는 법을 알려 주는 명령어 집합 Page 5-12 7

56 읽기 전용 메모리 컴퓨터에 RAM이 있는데, ROM은 왜 필요할까? 중요 사항 ROM BIOS 명령어는 컴퓨터를 켰을 때 주요 운영체제 파일을 찾는데 사용된다. 이들 명령어는 컴퓨터를 껐을 때도 계속 남아 있다. Page 5-12 7

57 CMOS 메모리 (complementary metal oxide semi-conductor) :
Page 5-12 CMOS 메모리 부트 명령어가 영구적이면(바꿀 수 없다면), 컴퓨터 상의 어떤 하드웨어도 변경할 수 없는 것인가 ? CMOS 메모리 (complementary metal oxide semi-conductor) : 컴퓨터 구성 관련 정보를 반 영구적으로 가지고 있는 칩이다. 내용을 유지하기 위해 자체 배터리 내장하고 있다. 시스템 구성이 바뀌면 변경될 수 있다. 7

58 시스템이 변경되면, CMOS 내의 데이터도 변경되어야 한다.
Page 5-12 CMOS 메모리 부트 명령어가 영구적이면(바꿀 수 없다면), 컴퓨터 상의 어떤 하드웨어도 변경할 수 없는 것인가 ? 시스템이 변경되면, CMOS 내의 데이터도 변경되어야 한다. 대부분의 컴퓨터는 플러그-앤-플레이 기능을 제공하여 새로운 하드웨어가 설치되면 자동으로 CMOS의 내용을 변경하도록 한다. CMOS에 관해 더 알아보면: 7

59 CMOS 메모리 부트 명령어가 영구적이면(바꿀 수 없다면), 컴퓨터 상의 어떤 하드웨어도 변경할 수 없는 것인가 ?
Page 5-13 Figure 5-12 CMOS 메모리 부트 명령어가 영구적이면(바꿀 수 없다면), 컴퓨터 상의 어떤 하드웨어도 변경할 수 없는 것인가 ? 컴퓨터 구성 설정 Animation 7

60 메모리 요약: RAM 은 임시 저장소이다. 가상 메모리는 디스크를 기본으로 한다. ROM은 영구 저장소이다.
Page 5-13 CMOS 메모리 부트 명령어가 영구적이면(바꿀 수 없다면), 컴퓨터 상의 어떤 하드웨어도 변경할 수 없는 것인가 ? RAM 은 임시 저장소이다. 가상 메모리는 디스크를 기본으로 한다. ROM은 영구 저장소이다. CMOS는 배터리로 전원을 공급한다. 메모리 요약: 7

61 5 메모리 QuickCheck 퀴즈 Page 5-13 9

62 5 퀴즈 1. RAM은 _______이기 때문에 지속적인 전원 공급을 받는 것은 중요하다. 9

63 5 퀴즈 1. RAM은 __휘발성__이기 때문에 지속적인 전원 공급을 받는 것은 중요하다. 9

64 5 다음은 각각 어떤 메모리인가. . . ? 퀴즈 2. RAM이 충분하지 못하면 RAM을 시뮬레이션 한다.
디스크 드라이브와 같은 시스템 정보를 저장한다. 전원 소실과 함께 내용이 사라진다. 부트 과정을 시작하는 부트 명령어를 포함한다. 배터리로 전원을 공급한다. 9

65 5 다음은 각각 어떤 메모리인가. . . ? 퀴즈 2. 가상메모리 RAM이 충분하지 못하면 RAM을 시뮬레이션 한다. CMOS
ROM RAM이 충분하지 못하면 RAM을 시뮬레이션 한다. 디스크 드라이브와 같은 시스템 정보를 저장한다. 전원 소실과 함께 내용이 사라진다. 부트 과정을 시작하는 부트 명령어를 포함한다. 배터리로 전원을 공급한다. 9

66 5 퀴즈 3. 메모리는 데이터와 프로그램 명령어를 보유하는 전자 회로이다. (예, 아니오)? 9

67 5 퀴즈 3. 메모리는 데이터와 프로그램 명령어를 보유하는 전자 회로이다. 예 9

68 5 퀴즈 4. RAM 은 _______로 측정된다? 나노 초 메가 바이트 밀리 초 9

69 5 퀴즈 4. RAM 은 _______로 측정된다? 나노 초 메가 바이트 밀리 초 9

70 5 퀴즈 5. RAM 액세스 시간은 ______로 측정된다? 나노 초 메가 바이트 밀리 초 9

71 5 퀴즈 5. RAM 액세스 시간은 ______로 측정된다? 나노 초 메가 바이트 밀리 초 9

72 5 일반적인 마이크로컴퓨터(PC)의 기억 용량은 ______이다. 퀴즈 6. 16 to 64 MB 8 to 16 MB
9

73 5 일반적인 마이크로컴퓨터(PC)의 기억 용량은 ______이다. 퀴즈 6. 16 to 64 MB 8 to 16 MB
9

74 메모리 5.2절 끝 10

75 중앙처리장치 PARSONS/OJA 컴퓨터 구조 Page 1 1

76 중앙처리장치 배울 주제: 컴퓨터 프로그램에 포함된 명령어를 CPU가 어떻게 수행하는지 설명한다.
5.3절 미리 보기 컴퓨터 프로그램에 포함된 명령어를 CPU가 어떻게 수행하는지 설명한다. CPU 성능에 영향을 미치는 요소를 살펴본다. 배울 주제: Page 5-1 4

77 중앙처리장치(CPU)는 명령어를 수행하고 데이터를 처리하는 회로이다.
Page 5-14 3

78 중앙처리장치 데이터버스는 RAM과 CPU 간에 데이터와 명령어를 운반한다. 데이터와 명령어 보유 데이터와 명령어 처리
Page 5-9 Figure 5-14 3

79 마이크로프로세서 : CPU 칩 (단일 집적 회로) 으로 마이크로컴퓨터의 주기판에 있다.
Page 5-15 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? 마이크로프로세서 : CPU 칩 (단일 집적 회로) 으로 마이크로컴퓨터의 주기판에 있다. 7

80 산술논리장치(ALU) : 덧셈, 뺄셈 및 논리 연산을 수행한다.
Page 5-15 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? 산술논리장치(ALU) : 덧셈, 뺄셈 및 논리 연산을 수행한다. 레지스터는 처리될 데이터 보유한다. 누산기(Accumulator)는 처리 결과를 임시로 보유한다. 7

81 ALU가 동작하는 법 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? 1. 데이터는 RAM에서 와서 레지스터에 저장된다.
Page 5-15 Figure 5-16 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? ALU가 동작하는 법 1. 데이터는 RAM에서 와서 레지스터에 저장된다. 2. 제어장치는 어떤 연산을 수행할 지 알려 준다. 7

82 ALU가 동작하는 법(계속) 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? 4. 처리 결과가 RAM으로 보내진다.
Page 5-15 Figure 5-16 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? ALU가 동작하는 법(계속) 4. 처리 결과가 RAM으로 보내진다. 3. ALU는 연산을 수행하고 결과를 누산기에 놓는다. 7

83 제어 장치(Control Unit) : 처리를 지시하고 조정하는 일을 한다.
Page 5-16 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? 제어 장치(Control Unit) : 처리를 지시하고 조정하는 일을 한다. 7

84 제어장치가 동작하는 법 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나?
Page 5-18 Figure 5-17 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? 제어장치가 동작하는 법 2. 다음에 실행될 명령어 의 RAM 주소가 명령어 포인터에 저장된다. 1. RAM에서 명령어를 받아 명령어 레지스터에 놓는다. 7

85 제어장치가 동작하는 법(계속) 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나?
Page 5-18 Figure 5-17 중앙처리장치 구조 CPU 는 어떻게 생겼나? 제어장치가 동작하는 법(계속) 3. 제어장치 는 명령어 레지스터에 있는 명령어 를 해석한다. 4. 제어장치는 RAM에서 데이터 를 받아 와 ALU에게 연산하도록 하거나 명령어 포인터에 있는 주소를 바꾼다. 7

86 명령어 : 컴퓨터에게 특정한 산술, 논리 및 제어 연산을 수행하도록 알려 준다.
CPU가 수행해야 할 일은 무엇이 나타내는가? Page 5-17 명령어 : 컴퓨터에게 특정한 산술, 논리 및 제어 연산을 수행하도록 알려 준다. LAB CPU Simulator 7

87 OP 코드(연산자 코드)는 덧셈, 비교 및 점프 명령과 같은 연산을 위한 명령어이다.
CPU가 수행해야 할 일은 무엇이 나타내는가? Page 5-17 OP 코드(연산자 코드)는 덧셈, 비교 및 점프 명령과 같은 연산을 위한 명령어이다. 피연산자는 명령어에 있으며 연산자에 필요한 데이터나 그 데이터의 주소를 나타낸다. 7

88 JMP M1 ADD REG1 REG2 명령어 CPU가 수행해야 할 일은 무엇이 나타내는가? op 코드 피연산자 두 번째
Page 5-17 JMP M1 op 코드 피연산자 ADD REG1 REG2 두 번째 피연산자 op 코드 첫 번째 7

89 명령어 주기는 컴퓨터가 하나의 명령어를 수행하는 과정을 말한다
Page 5-18 명령어 주기 컴퓨터는 어떻게 명령어를 처리하는가? 1 명령어 가져오기 4 명령어 포인터 증가 3 명령어 수행 2 명령어 해석 명령어 주기는 컴퓨터가 하나의 명령어를 수행하는 과정을 말한다 7

90 클럭 속도 CPU 속도에 영향을 주는 인자: 워드 크기 캐시 명령어 집합의 복잡성 CPU 성능
Page 5-19 CPU 성능 컴퓨터 구조가 컴퓨터 성능에 기여하는 부분은 무엇인가 ? 클럭 속도 워드 크기 캐시 명령어 집합의 복잡성 CPU 속도에 영향을 주는 인자: 7

91 시스템 클락 : 컴퓨터에서 수행되는 모든 연산의 타이밍을 맞추기 위해 펄스를 방출한다.
클럭 속도 날짜와 시간이 CPU 성능과 무슨 관계가 있나? 시스템 클락 : 컴퓨터에서 수행되는 모든 연산의 타이밍을 맞추기 위해 펄스를 방출한다. Page 5-20 7

92 시스템 클럭은 데이터 전송 및 명령어 수행 속도를 결정한다.
Page 5-20 클럭 속도 날짜와 시간이 CPU 성능과 무슨 관계가 있나? 시스템 클럭은 데이터 전송 및 명령어 수행 속도를 결정한다. 컴퓨터가 주어진 시간 동안에 수행할 수 있는 명령어 수를 제한한다. Mhz (megahertz ?millions of instructions per second)로 측정한다. 최근엔 300 Mhz 이상이다. 7

93 중요 사항 컴퓨터의 시스템 클럭과 현재 시간을 유지하고 있는 클럭(시계)과 혼동하지 않아야 한다. 속도
Page 5-20 클럭 속도 날짜와 시간이 CPU 성능과 무슨 관계가 있나? 중요 사항 컴퓨터의 시스템 클럭과 현재 시간을 유지하고 있는 클럭(시계)과 혼동하지 않아야 한다. 속도 대부분의 마이크로컴퓨터는 배터리에서 전원을 공급 받는 CMOS 메모리 칩을 사용하여 날짜와 시간을 유지한다. 7

94 워드 크기 : CPU가 한 번에 조작할 수 있는 비트의 수
8 비트 프로세서와 64비트 프로세서 중에 어떤 것이 더 빠른가? 워드 크기는 레지스터의 크기와 버스의 데이터 선로 수에 달려 있다. 워드 크기가 큰 컴퓨터는 워드 크기가 작은 컴퓨터보다 한 명령어에서 더 많은 데이터를 처리할 수 있다. 최근의 컴퓨터는 워드 크기가 32-비트나 64-비트이다. 워드 크기 : CPU가 한 번에 조작할 수 있는 비트의 수 Page 5-20 7

95 캐시 : CPU가 더 빠르게 데이터를 접근할 수 있도록 하는 고속 메모리.
Page 5-20 캐시 디스크 캐시가 디스크에 있는 데이터 접근 속도를 증진시키는 것처럼 RAM 접근 속도도 빠르게 할 수 있는 방법이 있지 않을까? 캐시 : CPU가 더 빠르게 데이터를 접근할 수 있도록 하는 고속 메모리. 컴퓨터는 다음에 어떤 데이터가 필요한지 예측하여 미리 캐시에 갖다 놓을 수 있다. CPU 는 필요한 데이터를 찾을 때 RAM을 체크하기 전에 먼저 캐시 메모리를 체크 한다. RAM 캐시 또는 캐시 메모리라고 한다. 7

96 중요한 차이점 디스크 캐시 는 디스크와 메모리 간에 데이터를 전송한다. RAM 캐시 RAM과 CPU간에 데이터를 전송한다.
Page 5-20 캐시 디스크 캐시가 디스크에 있는 데이터 접근 속도를 증진시키는 것처럼 RAM 접근 속도도 빠르게 할 수 있는 방법이 있지 않을까? 중요한 차이점 디스크 캐시 는 디스크와 메모리 간에 데이터를 전송한다. RAM 캐시 RAM과 CPU간에 데이터를 전송한다. 7

97 복잡한 명령어 집합 컴퓨터 (CISC) CPU에 많은 복잡한 명령어가 내재된 컴퓨터를 말한다.
명령어 집합의 복잡성 CISC 과 RISC에 어떤 차이가 있는가? 복잡한 명령어 집합 컴퓨터 (CISC) CPU에 많은 복잡한 명령어가 내재된 컴퓨터를 말한다. 한 명령어는 메모리에서 많은 바이트를 차지한다. 수행하려면 몇 클락이 소요된다. 축소 명령어 집합 컴퓨터 (RISC) CPU에 빠르게 수행되는 제한된 수의 명령어만이 내재된 컴퓨터를 말한다. 새로운 기술 일반적으로 더 빠른 컴퓨터 Page 5-21 7

98 파이프라이닝(Pipelining) : 프로세서가 이전 명령어를 마치기 전에 다음 명령어 수행을 시작하는 기법이다.
Page 5-21 파이프라이닝 및 병렬처리 CPU가 한번에 하나이상의 명령어를 수행시키면서 성능을 높일 수 있을까? 파이프라이닝(Pipelining) : 프로세서가 이전 명령어를 마치기 전에 다음 명령어 수행을 시작하는 기법이다. 7

99 파이프라이닝의 동작원리 파이프라이닝 및 병렬처리 CPU가 한번에 하나이상의 명령어를 수행시키면서 성능을 높일 수 있을까?
Page 5-21 Figure 5-21 파이프라이닝 및 병렬처리 CPU가 한번에 하나이상의 명령어를 수행시키면서 성능을 높일 수 있을까? 파이프라이닝의 동작원리 제어장치가 명령어 3을 해독하는 동안 명령어 2에 필요한 데이터는 레지스터로 가고 명령어 1은 수행을 마친다. 7

100 Page 5-22 파이프라이닝 및 병렬처리 CPU가 한번에 하나이상의 명령어를 수행시키면서 성능을 높일 수 있을까? 병렬처리(Parallel processing) : 하나 이상의 프로세서가 있는 컴퓨터에서 한번에 여러 개의 명령어를 동시에 수행시킬 수 있는 방법으로 특수 소프트웨어가 필요하다. 7

101 병렬처리의 동작원리 파이프라이닝 및 병렬처리 CPU가 한번에 하나이상의 명령어를 수행시키면서 성능을 높일 수 있을까?
Page 5-22 Figure 5-22 파이프라이닝 및 병렬처리 CPU가 한번에 하나이상의 명령어를 수행시키면서 성능을 높일 수 있을까? 병렬처리의 동작원리 3. 각 프로세서는 할당된 명령어를 수행한다. 1. 명령어가 미리 와서 CPU로 들어가길 기다린다. Instructions Results are sequenced 2. 제어장치는 다음에 서비스 가능한 프로세서로 보내진다. 7

102 5 중앙처리장치 QuickCheck 퀴즈 Page 5-23 9

103 5 퀴즈 1. CPU는 마이크로컴퓨터의 _________에 있다. 9

104 5 퀴즈 1. CPU는 마이크로컴퓨터의 _주기판_에 있다. 9

105 5 퀴즈 2. CPU의 두 주요 구성요소는 ______________ 와(과) ___________ 다. 9

106 5 퀴즈 2. CPU의 두 주요 구성요소는 __ 제어장치__ 와 ___________ 이다. 9

107 5 퀴즈 2. CPU의 두 주요 구성요소는 __ 제어장치__ 와 __ALU __이다. 9

108 5 퀴즈 3. 컴퓨터 명령어는 op 코드와 ALU 두 부분으로 나뉜다. (예, 아니오)? 9

109 5 퀴즈 3. 컴퓨터 명령어는 op 코드와 ALU 두 부분으로 나뉜다. 아니오 9

110 5 퀴즈 4. CPU 속도에 영향을 미치는 인자는 ? 9

111 5 퀴즈 4. CPU 속도에 영향을 미치는 인자는 ? 클락 속도 워드 크기 캐시 명령어 집합 9

112 5 퀴즈 5. 컴퓨터시스템의 타이밍은 __________에 의해 설정된다. 9

113 5 퀴즈 5. 컴퓨터시스템의 타이밍은 _시스템 클락_ 에 의해 설정된다. 9

114 5 퀴즈 CPU가 한 번에 조작할 수 있는 비트 수를 ________ (이)라고 한다. 6. 9

115 5 퀴즈 CPU가 한 번에 조작할 수 있는 비트 수를 _워드 크기__라고 한다. 6. 9

116 중앙처리장치 5.3절 끝 10

117 입출력 PARSONS/OJA 컴퓨터 구조 Page 1 1

118 입출력 배울 주제: 데이터버스와 확장버스가 어떻게 동작하는지 설명한다.
5.4절 미리 보기 데이터버스와 확장버스가 어떻게 동작하는지 설명한다. 컴퓨터에 주변장치를 연결하는데 필요한 구성 요소들을 나열하고 각 구성요소의 역할을 살펴본다. 배울 주제: Page 5-1 4

119 입출력 컴퓨터 입출력(I/O)란 마이크로 프로세서가 데이터를 받아들여 처리하고 결과를 화면이나, 프린터, 저장장치로 보내는 것을 말한다. Page 5-23 3

120 입출력 데이터 버스는 RAM과 CPU 간에 데이터와 명령어를 전송하는 일을 한다.
Page 5-23 3

121 입출력 1. 데이터는 RAM에서 온다. Page 5-23 Figure 5-23 3

122 입출력 2. 확장버스는 데이터를 전송한다. 3. 확장 슬롯은 확장 카드를 꽂을 수 있는 소켓을 제공한다. Page 5-23
Figure 5-23 3

123 입출력 4. 확장카드에는 포트가 있다. 5. 주변 장치에 연결된 데이터 케이블이 포트에 꽂힌다. Page 5-23
4. 확장카드에는 포트가 있다. 5. 주변 장치에 연결된 데이터 케이블이 포트에 꽂힌다. Page 5-23 Figure 5-23 3

124 확장 슬롯 : 확장 카드라고 불리는 작은 회로판을 꽂을 수 있는 소켓이다.
확장슬롯 확장슬롯은 어떻게 사용하는가? 확장 슬롯 : 확장 카드라고 불리는 작은 회로판을 꽂을 수 있는 소켓이다. 다양한 주변장치를 연결할 수 있는 방법을 제공한다. 메인프레임, 미니컴퓨터, 마이크로컴퓨터에 사용된다. Page 5-24 7

125 확장슬롯 확장슬롯은 어떻게 사용하는가? 컴퓨터는 보통 몇 가지 확장슬롯 을 포함한다.
확장카드는 주기판에 있는 회로와 카드에 있는 회로를 연결시키는 딱딱한 판으로 된 커넥터이다. Page 5-24 Figure 5-24 3

126 확장보드 또는 제어카드라고도 하는 확장카드는 확장슬롯에 꽂을 수 있는 회로판이다.
확장 카드 어떤 종류의 확장카드를 사용할 수 있을까? 네트웍 카드 그래픽 카드 모뎀 카드 확장보드 또는 제어카드라고도 하는 확장카드는 확장슬롯에 꽂을 수 있는 회로판이다. Page 5-23 Figure 5-25 3

127 확장포트 : 컴퓨터와 주변장치 간에 데이터를 전달하는 곳. 컴퓨터 포트에 꽂는 케이블 끝에는 적절한 커넥터가 부착된다.
주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 확장포트 : 컴퓨터와 주변장치 간에 데이터를 전달하는 곳. 컴퓨터 포트에 꽂는 케이블 끝에는 적절한 커넥터가 부착된다. 예: DB-9 or C-50 Page 5-26 3

128 확장 포트 확장포트 DB-25 직렬 DB- 9 직렬 병렬 SCSI 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? Page 5-26
Figure 5-26 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 확장 포트 DB-25 직렬 DB- 9 직렬 병렬 SCSI 3

129 Page 5-26 Figure 5-26 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 확장 포트 마우스 키보드 비디오 3

130 확장 포트 확장포트 BNC 네트웍 커넥터 전화콘센트로 전화기로 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? Page 5-26
Figure 5-26 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 확장 포트 BNC 네트웍 커넥터 전화콘센트로 전화기로 3

131 확장 포트 확장포트 스피커 및 마이크 볼륨 조정 MIDI 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? Page 5-26
Figure 5-26 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 확장 포트 볼륨 조정 스피커 및 마이크 MIDI 3

132 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 DB9F or DB25F 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나?
Page 5-27 Figure 5-27 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 직렬 포트는 한 라인을 통해 .005MB/sec의 속도로 한 번에 한 비트 씩 데이터를 전송한다. DB9F or DB25F 마우스 또는 모뎀 3

133 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 USB A 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나?
Page 5-27 Figure 5-27 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 유니버셜 직렬 포트(USB)는 한 라인을 통해 데이터를 전송한다. 속도는 1.5 MB/sec 이며 127개 장치까지 연결할 수 있다. USB A 모드,키보드, 조이스틱, 스캐너, 마우스 3

134 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 DB25M 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나?
Page 5-27 Figure 5-27 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 표준 병렬 포트는 1.5 MB/sec의 속도로 동시에 8개 라인을 통해 데이터를 전송한다 . DB25M 프린터 3

135 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 IEEE 1284 A-B cable (DBM25) 확장포트
Page 5-27 Figure 5-27 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 개선된 병렬 포트로 8개 라인을 통해 동시에 양방향으로 데이터를 전송하며 속도는 1.5 MB/sec이다. IEEE 1284 A-B cable (DBM25) 프린터, 외장형 CD-ROM 드라이브, 집 드라이브, 외장 하드 드라이브, 테이프 백업 3

136 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 C50M 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나?
Page 5-27 Figure 5-27 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 C50M 하드디스크 , 테이프 드라이브, 스캐너, CD-ROM 드라이브 SCSI (스커지) 포트는 8 또는 16 라인을 통해 데이터를 전공하며 속도는 5MB/sec 에서 40 MB/sec이다 3

137 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 HDB15 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 모니터
Page 5-27 Figure 5-27 확장포트 주변장치를 어떻게 확장 카드에 연결하나? 케이블 및 커넥터 케이블 커넥터 포트 장치 HDB15 모니터 VGA 포트는 컴퓨터에서 모니터로 데이터를 전송한다. 3

138 5 입출력 QuickCheck 퀴즈 Page 5-27 9

139 5 퀴즈 1. _______________는(은) RAM과 확장슬롯 간에 데이터를 전송하는 전기적 경로이다. 9

140 5 퀴즈 1. _확장 버스_____는(은) RAM과 확장슬롯 간에 데이터를 전송하는 전기적 경로이다. 9

141 5 퀴즈 2. _____________는(은) 확장슬롯에 꽂는 회로판이다. 9

142 5 퀴즈 2. _확장 카드_는(은) 확장슬롯에 꽂는 회로판이다. 9

143 5 퀴즈 3. 확장슬롯은 컴퓨터 시스템 외부에 있다. (예, 아니오)? 9

144 5 퀴즈 3. 확장슬롯은 컴퓨터 시스템 외부에 있다. 아니오 9

145 입출력 5.4절 끝 10

146 부트과정 PARSONS/OJA 컴퓨터 구조 Page 1 1

147 부트과정 5.5절 미리 보기 컴퓨터 시스템의 부트과정을 살펴본다 배울 주제: Page 5-1 4

148 컴퓨터를 켜고 나서 사용자 명령어를 처리할 준비를 할 때까지의 일련의 과정을 부트 과정이라고 한다.
부트과정 컴퓨터를 켜고 나서 사용자 명령어를 처리할 준비를 할 때까지의 일련의 과정을 부트 과정이라고 한다. Page 5-30 3

149 부트 과정의 단계: 1. 전원 켜기 2. 부트 프로그램 시작 3. 전원공급 시 자체 진단(POST) 4. 운영체제 적재
개요 컴퓨터를 켰을 때 메모리가 비어 있다면 컴퓨터는 시작하는 법을 어떻게 알 수 있을까? 1. 전원 켜기 2. 부트 프로그램 시작 3. 전원공급 시 자체 진단(POST) 4. 운영체제 적재 5. 구성과 사용자 환경 점검 6. 명령어와 데이터 처리 준비 부트 과정의 단계: 랩 Troubleshooting Page 5-28 7

150 팬이 돌기 시작한다 전원 불빛이 켜진다 전원 켜기 팬 전원 불빛 전원을 켜면 제일 먼저 무슨 일을 할까? Page 5-28
Figure 5-28 7

151 부트 프로그램 시작 ROM 칩 ROM이 제대로 작동하지 않으면 어떻게 하나?
전류가 전원공급장치를 통해 주기판 구성요소로 흐른다. ROM 칩 Page 5-28 Figure 5-29 7

152 전원공급시자체진단 컴퓨터는 모든 구성 요소들이 제대로 동작하는지 점검할 수 있을까? POST 는 컴퓨터 내의 문제를 진단한다.
Page 5-30 Figure 5-30 전원공급시자체진단 컴퓨터는 모든 구성 요소들이 제대로 동작하는지 점검할 수 있을까? POST 는 컴퓨터 내의 문제를 진단한다. 7

153 전원공급시자체진단 RAM의 모든 영역 점검 그래픽 카드 검사 컴퓨터는 모든 구성 요소들이 제대로 동작하는지 점검할 수 있을까?
Page 5-30 Figure 5-30 전원공급시자체진단 컴퓨터는 모든 구성 요소들이 제대로 동작하는지 점검할 수 있을까? RAM의 모든 영역 점검 그래픽 카드 검사 7

154 전원공급시자체진단 키보드 검사 컴퓨터는 모든 구성 요소들이 제대로 동작하는지 점검할 수 있을까? Page 5-30
Figure 5-30 전원공급시자체진단 컴퓨터는 모든 구성 요소들이 제대로 동작하는지 점검할 수 있을까? 키보드 검사 7

155 전원공급시자체진단 하드디스크와 플로피디스크 검사 컴퓨터는 모든 구성 요소들이 제대로 동작하는지 점검할 수 있을까?
Page 5-30 Figure 5-30 전원공급시자체진단 컴퓨터는 모든 구성 요소들이 제대로 동작하는지 점검할 수 있을까? 하드디스크와 플로피디스크 검사 7

156 드라이브 A에 디스크가 있으면 그 디스크가 디폴트 드라이브가 된다.
Page 5-31 Figure 5-31 운영체제 적재 컴퓨터는 어떻게 운영체제를 RAM에 적재할까? ROM 명령을 따라 운영체제를 적재한다. 드라이브 A에 디스크가 있으면 그 디스크가 디폴트 드라이브가 된다. 드라이브 A에 디스크가 없으면 드라이브 C 가 디폴트 드라이브가 된다. 7

157 컴퓨터는 디폴트 드라이브에 RAM으로 운영체제를 적재한다.
Page 5-31 Figure 5-31 운영체제 적재 컴퓨터는 어떻게 운영체제를 RAM에 적재할까? ROM 명령을 따라 운영체제를 적재한다. 컴퓨터는 디폴트 드라이브에 RAM으로 운영체제를 적재한다. 7

158 부트 디스크의 루트 디렉토리에서 구성 파일을 찾는다 :
구성과 사용자환경 점검 컴퓨터는 CMOS에서 모든 구성 데이터를 받는가? 구성 파일이 RAM에서 복사된 후 실행된다. 부트 디스크의 루트 디렉토리에서 구성 파일을 찾는다 : Config.Sys 부트 디스크의 루트 디렉토리에서 사용자환경 시작 명령어가 있는 파일을 찾는다: Autoexec.Bat Page 5-32 Figure 5-32 7

159 부트 과정은 컴퓨터 화면에 다음 중에 하나가 출력되면 완성된 것이다:
Page 5-33 명령어와 데이터 처리준비 컴퓨터가 부트를 끝낸 걸 어떻게 알 수 있나? 운영체제 주 화면(데스크 탑) 또는... DOS 프롬프트 부트 과정은 컴퓨터 화면에 다음 중에 하나가 출력되면 완성된 것이다: 7

160 컴퓨터가 명령어와 데이터를 처리할 준비가 완료
Page 5-33 Figure 5-33 명령어와 데이터 처리준비 컴퓨터가 부트를 끝낸 걸 어떻게 알 수 있나? 컴퓨터가 명령어와 데이터를 처리할 준비가 완료 7

161 부트 과정 5.5절 끝 10