[cs]폰노이만 컴퓨터 구조

김은지·2022년 8월 12일
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1. 정의

  • 하드웨어적으로 전선을 재배치할 필요 없이 소프트웨어만 교체하여 다른 연산을 수행할 수 있도록 고안된 현대 컴퓨터의 기본 구조(프로그램 내장 방식)
  • 단일 저장장치(메모리)에 연산의 수행과 관련된 일련의 명령어와, 연산에 필요한 혹은 연산의 결과로 생성된 데이터를 함께 수용하는 컴퓨터 아키텍처

2. 구조

  • 폰노이만 구조는 제어장치, 산술 및 논리장치, 메모리 장치, 레지스터 및 입력/출력으로 구성된다.
  • CPU와 메모리는 서로 분리되어있고, 둘을 연결하는 버스를 통해 명령어 읽기, 데이터의 읽고 쓰기가 가능하다.
  • 메모리는 프로그램과 데이터 영역으로 구성되고, 물리적 구분은 없다.
  • 명령어와 데이터가 같은 버스를 사용하기 때문에 CPU가 명령어와 데이터에 동시 접근할 수 없다.

CPU : 중앙처리장치, 컴퓨터 프로그램의 명령을 실행하는 전자회로. ALU, CU, 레지스터로 구성되어 있다.

Register : 레지스터는 CPU의 고속 저장 영역. 모든 데이터는 처리되기 전에 레지스터에 저장된다. 아래의 표와 같은 다양한 역할을 하는 레지스터가 있다.

산술 및 논리 장치 : 산술연산(덧셈, 뺄셈 등) 및 논리 연산(AND, OR 등)을 수행 한다.

제어장치(CU) : ALU, 메모리, 입/출력 장치의 작동을 제어하며 아래와 같은 역할을 한다.

  • 메모리 유닛에서 읽거나, 해석한 프로그램 명령어에 어떻게 응답해야 하는지에 대한 안내
  • 다른 컴퓨터 구성요소에 필요한 타이밍 및 제어 신호를 제공

버스 : 컴퓨터의 한 부분에서 다른 부분으로 데이터를 전송하여, 모든 주요 내부 구성 요소를 CPU와 메모리에 연결하는 수단.

메모리 유닛 : 메모리 장치는 램(Random Access Memory)으로 구성되며, 하드 드라이브와 달리 이 메모리는 빠르고 CPU에서 직접 엑세스 할 수 있다.

아래 링크를 참고하여 작성함

https://m.blog.naver.com/with_msip/221981730449

https://www.computerscience.gcse.guru/theory/von-neumann-architecture

https://code4human.tistory.com/129#:~:text=RAM의 Data 영역에는,이 종료되면 소멸한다.

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