1. 시스템 버스(System Bus)란?
- 정의
컴퓨터의 구성 요소(CPU, 기억 장치, I/O 장치) 간의 데이터와 신호 교환을 위한 통로. - 구성
제어 버스(Control Bus), 주소 버스(Address Bus), 데이터 버스(Data Bus)로 이루어짐. - 비유
시스템 버스를 버스 터미널에 비유할 수 있음. 데이터와 신호가 각각의 버스를 타고 이동.
2. 제어 버스(Control Bus)
- 역할
CPU가 시스템의 각 구성 요소를 제어하는 데 필요한 신호를 전달. - 제어 신호 예시
기억 장치 읽기/쓰기, I/O 읽기/쓰기 신호.
- 특징
양방향 버스.
- 제어 선
CPU와 시스템 구성에 따라 개수가 달라짐.
3. 주소 버스 (Address Bus)
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역할
- 메모리 주소 또는 I/O 장치 주소를 지정하여 CPU가 원하는 데이터를 찾도록 도와줌.
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특징
- 단방향 버스 (CPU → 메모리 또는 I/O 장치).
- CPU가 지정할 수 있는 주소의 개수는 주소 버스 폭(비트 수) 에 의해 결정됨.
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주소 버스 폭 (Address Bus Width)
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주소를 표현하는 선(라인)의 개수를 의미
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주소 버스 폭이 클수록 CPU가 접근할 수 있는 메모리 용량이 증가
- 16비트 주소 버스 → 최대 64KB (2¹⁶ = 65,536 바이트) 메모리 사용 가능.
- 32비트 주소 버스 → 최대 4GB (2³² = 4,294,967,296 바이트) 메모리 사용 가능.
- 64비트 주소 버스 → 최대 16EB (엑사바이트) 이상 메모리 사용 가능.
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4. 데이터 버스(Data Bus)
- 역할
CPU와 다른 장치 사이에서 데이터를 전달.
- 특징
양방향 버스.
- 데이터 버스 폭
- 한 번에 전송 가능한 데이터 크기(비트 수).
- 예: 32비트 데이터 버스 → 한 번에 32비트 전송 가능.
5. CPU와 기억 장치 간의 통신
- 동작 명령
적재(Load)와 저장(Store).
적재(Load) - 기억 장치 읽기
- 주소 버스 : 읽을 데이터의 주소 전달 (CPU → 기억 장치)
- 제어 버스 : "기억 장치 읽기" 신호 전달 (CPU → 기억 장치)
- 데이터 버스 : 데이터 전달 (기억 장치 → CPU)
저장(Store): 기억 장치 쓰기.
- 주소 버스 : 데이터를 저장할 주소 전달 (CPU → 기억 장치).
- 제어 버스 : "기억 장치 쓰기" 신호 전달 (CPU → 기억 장치).
- 데이터 버스 : 데이터를 기억 장치로 전달 (CPU → 기억 장치).
6. CPU와 I/O 장치 간의 통신
- 구성 : 주소 버스, 데이터 버스, 제어 신호(I/O 읽기/쓰기 신호).
- I/O 제어기 : CPU와 I/O 장치 간의 중개 역할.
데이터 읽기 예시 (키보드)
- 키가 눌리면 데이터(ASCII 코드 + 패리티 비트)가 제어기의 데이터 레지스터에 저장.
- 상태 레지스터의 입력 준비 비트(In_RDY)가 세트됨.
- CPU가 상태 레지스터를 읽고 In_RDY 비트를 확인.
- In_RDY가 세트되어 있으면 데이터 레지스터에서 데이터를 읽음.
- 준비되지 않았으면 상태 레지스터를 재확인.
7. 전체 시스템 구성
- 구성 요소
- CPU, 기억 장치, I/O 장치.
- 시스템 버스를 통해 상호작용.
- 접속 경로
- CPU ↔ 시스템 버스 ↔ I/O 장치 제어기 ↔ I/O 장치.
