#1 컴퓨터 하드웨어 구성

컴퓨터 하드웨어 구성

운영체제: 하드웨어를 관리하는 소프트웨어

프로세서(CPU)

• 역할: 하드웨어에 부착한 모든 장치에 동작을 제어, 명령을 실행
• 구성: 레지스터, 연산장치, 제어장치
• 사용자 불가시 레지스터
  • 프로그램 카운터(PC): 다음 실행할 명령어 주소를 보관
  • 명령어 레지스터(IR): 현재 실행하는 명령어 보관
  • 누산기 (ACC): 데이터 임시 저장

메모리

레지스터, 캐시, 메인 메모리, 보조기억장치로 이루어진다.

• 레지스터
  • 프로세서가 사용할 데이터를 보관, 가장 빠름
• 캐시
  • 프로세서 내부나 외부에 존재, 처리 속도가 빠르편이며 프로세서와 메인 메모리의 속도 차이를 보완하는 버퍼 역할
  • 흐름: 프로세서는 1차적으로 캐시에 데이터가 있는지 확인하고 있으면 캐시에서 가져오고, 없으면 메인 메모리에서 찾은 뒤 캐시에 올리고 캐시에서 가져온다.
  • 캐시 히트: 프로세서가 참조할 데이터가 캐시에 있는 경우
  • 캐시 미스: 프로세서가 참조할 데이터가 캐시에 없는 경우
  • 공간적 지역성: 메인 메모리에서 참조한 주소의 인접한 주소를 다시 참조하는 특성
  • 시간적 지역성: 메인 메모리에서 한번 참조한 주소를 다시 한번 참조하는 특성
• 메인 메모리
  • 프로세서에서 수행할 프로그램, 데이터 저장 및 처리 결과 저장
  • 입출력 장치도 메인 메모리에서 데이터를 받거나 저장
  • 역할
    • 프로세서 ↔ 캐시 ↔ 메인 메모리 ↔ 주변 장치
  • 메모리 매핑: 컴파일을 통해 논리적 주소가 물리적 주소로 변환되는 것
    • 논리적 주소: 프로그래머가 변수, 수식을 사용하면 컴파일러가 기계어로 변환 시 해당 변수, 수식에 할당한 주소
    • 물리적 주소: 메모리에 실제 주소
• 보조 기억 장치
  

시스템 버스

• 하드웨어를 물리적으로 연결하여 서로 데이터를 주고 받을 수 있게 하는 통로
• 크게 프로세서, 메인 메모리, 주변 장치들이 시스템 버스로 연결되어 있음

주변 장치

• 프로세서와 메인 메모리를 제외한 나머지 하드웨어
• 입력장치, 출력장치, 저장장치