1.1 컴퓨터의 기본 구조

• 컴퓨터의 기능: 프로그램 코드를 정해진 순서대로 수행
  - 데이터를 읽어서(read), 처리(processing)하고, 저장(store)한다.

• 주요 구성요소들: 중앙처리 장치, 기억장치, 입출력 장치

• 중앙처리 장치(CentralProcessing Unit:이하 CPU): '프로그램 실행' + '데이터 처리' 담당
  -프로세서(Processor)라고 불리기도 하며, 사실상 컴퓨터의 특성과 성능에 가장 큰 영향을 미치는 요소

• 기억장치
  -주기억 장치(Main Memory): CPU 가까이 위치, 반도체 기억장치칩(Semiconductor Memory Chip)들로 이루어져 고속의 읽기 및 쓰기 가능, but 가격⬆ 면적⬆ 저장 용량에 한계⭕, 영구 저장 능력❌, 일시적 사용
  -보조 기억 장치(Auxiliary Storage Device: 2차 기억장치(Secondary Memory)): 하드디스크(Hard Disk)나 SSD(Solid-State Drive)와 같이 영구 저장 능력을 가진 기억장치들을 말하며, 저장밀도⬆ 비트당 가격⬇ 속도⬇ 직접 액세스❌

• 입출력 장치(I/O Device: 이하 I/O 장치라 함): 입력장치(Input Device)와 출력장치(Output Device)를 통칭. 사용자와 컴퓨터 간의 상호작용(Interaction)을 위한 장치. CPU에 의해 직접 액세스❌ 별도의 제어기를 통하여 액세스가 가능한 I/O 장치와 보조저장장치들을 주변장치(Peripheral Device)라고 부르기도 한다.

  

  1.2 정보의 표현과 저장

• 컴퓨터 정보: 2진수(Binary Number) 비트(Bit)들로 표현된 프로그램 코드(Program Code)와 데이터(Data)

• 프로그램 코드

  -기계어(Machine Language): 기계코드(Machine Code)라고도 함. 컴퓨터 하드웨어 부품들이 이해할 수 있는 언어, 2진 비트들로 구성
  -어셈블리 언어(Assembly Language): 고급언어와 기계어 사이의 중간 언어, 어셈블러(Assembler)로 번역되며, 기계어와 일대일 대응
  -고급언어(High-Level Language): 영문자와 숫자로 구성되어 사람이 이해하기 쉬운 언어, 컴파일러(Compiler)를 이용하여 기계어로 번역
  - ex) C, C++, PASCAL, FORTRAN, JAVA 등

<프로그램 언어의 번역 과정>
ex) Z = X + Y
-Load A,X: 기억 장치 X번지의 내용을 읽어서, 레지스터 A에 적재(Load)
-ADD A, Y: 기억장치 Y번지 내용을 읽어서, 레지스터 A에 적재된 값과 더하고, 결과를 다시 A에 적재
-STOR Z,A: 그 값을 기억장치 Z번지에 저장(Store)

• 프로그램 언어 번역 소프트웨어

  -컴파일러(Compiler): 고급언어 프로그램을 기계어 프로그램으로 번역하는 소프트웨어
  -어셈블러(Assembler)
  어셈블리 프로그램을 기계어 프로그램으로 번역하는 소프트웨어

  • 니모닉스(Mnemonics)
    - 어셈블리 명렁어가 지정하는 연산을 가리키는 알파벳 기호
    - 'LOAD', 'ADD', 'STOR' 등

기계 명령어의 형식

• 연산코드(op code)
  - CPU가 수행할 연산을 지정해 주는 비트들
  -비트 수 = '3'이라면, 지정될 수 있는 연산의 최대수 : $2^3$ = 8개

• 오퍼랜드(operand)
  -연산에 사용될 데이터 혹은 그것이 저장되어 있는 기억장리 주소(Memory Address)
  -비트 수 ='5'라면, 주소지정(addressing) 할 수 있는 기억 장소의 최대 수 : $2^5 = 32$개
  

프로그램 코드와 데이터의 기억장치 저장

• 프로그램 코드(명령어)와 데이터는 지정된 기억 장소에 저장
• 단어(word) 단위로 저장
  - 단어: 각 기억 장소에 저장되는 정보의 기본 단위로서, CPU에 의해 한 번에 처리될 수 있는 비트들의 그룹
  -단어 길이의 예: 8비트, 32비트, 64비트, 128비트
  -주소지정 단위: 단어 단어 혹은 바이트(Byte)단위