[운영체제] CH2 컴퓨터의 구조와 성능 향상

1 컴퓨터의 기본 구성

1.1 하드웨어의 구성

• 컴퓨터는 중앙처리장치(CPU), 메인 메모리(RAM), 입력장치, 출력장치, 저장장치로 구성됨.

1.2 폰노이만 구조

• 오늘날의 컴퓨터는 대부분 폰노이만 구조를 따름.
• 폰노이만 구조
  : CPU, 메모리, 입출력장치, 저장장치가 버스로 연결되어 있는 구조
  : 가장 중요한 특징은 "모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있다"는 것

2 CPU와 메모리

1 CPU의 구성과 동작

CPU는 명령어를 해석하여 실행하는 장치로 산술논리 연산정치, 제어장치, 레지스터로 구성되며, 이들의 협업으로 작업을 처리한다.

• 레지스터의 종류

  • 데이터 레지스터(DR) : 데이터 레지스터는 메모리에서 가져온 데이터를 임시로 보관할 때 사용한다. CPU에 있는 대부분의 레지스터가 데이터 레지스터이기 때문에 일반 레지스터 또는 범용 레지스터라고 한다.
  • 주소 레지스터(AR) : 데이터 또는 명령어가 저장된 메모리의 주소는 주소 레지스터에 저장됨
  • 프로그램 카운터(PC) : CPU가 다음에 처리해야 할 명령어의 주소를 가리킴
  • 명령어 레지스터(IR) : 현재 실행 중인 명령어를 저장. 제어장치는 명령어 레지스터에 있는 명령을 해석한 후 외부 장치에 적절한 제어 신호를 보냄
  • 메모리 주소 레지스터(MAR) : 메모리에서 데이터를 가져오거나 반대로 메모리를 데이터로 보낼 때 주소를 지정하기 위해 사용. 명령어를 처리하는 과정에서 필요한 메모리 주소를 이 레지스터에 넣으면 메모리 관리자가 이를 인식하여 해당 메모리 위치의 데이터를 저장한다.
  • 메모리 버퍼 레지스터(MBR) : 메모리에서 가져온 데이터나 메모리로 옮겨갈 데이터를 임시로 저장. 항상 메모리 주소 레지스터와 함께 동작

  이외에도 엄청나게 많다!