컴퓨터의 기본 구성
하드웨어의 구성
컴퓨터의 구성 : 중앙처리장치(CPU), 메인 메모리, 입력장치, 출력장치, 저장장치
필수 장치 : 중앙처리장치(CPU), 메인 메모리
주변 장치 : 입출력장치, 저장장치
입출력장치
입력장치 : 외부의 데이터를 컴퓨터에 입력하는 장치(키보드, 마우스, 스캐너)
출력장치 : 컴퓨터에서 처리한 결과를 사용자가 원하는 형태로 출력하는 것(프린터, 모니터, 스피커)
저장장치
저장장치는 속도가 느리지만 저장공간이 크로 싸다. 데이터 영구저장 가능(하드디스크, cd)
메인보드
cpu나 메모리 등 다양한 부품을 연결하는 큰 판
폰노이만 구조
cpu, 메모리, 입출력장치, 저장장치가 버스로 연결되어 있는 구조
'모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행 가능하다'
저장장치(프로그램)은 바로 실행이 불가능하고 메모리로 올라와야 실행 가능
하드웨어 사양 관련 정보
클록 : cpu의 속도 계산
클록이 일정 간격으로 틱을 만들면 거기에 맞추어 작업
헤르트 : 클록틱이 발생하는 속도를 나타내는 단위
시스템 버스 : 메모리와 주변장치를 연결하는 버스로 FSB, 전면버스라고 부른다.
CPU내부 버스 : CPU 내부에 있는 장치들을 연결하는 버스로 BSB(back side bus) ,후면버스라고 부른다.
속도 : CPU내부 버스 >> 시스템 버스
속도차리를 해결하기 위해 캐쉬사용
CPU와 메모리
cpu 구성과 동작
cpu의 기본 구성
산술논리 연산장치 : cpu의 데이터를 산술논리연산하는 것
제어장치 : cpu에서 작업을 지시
레지스터 : cpu 내에 데이터 임시 저장 ->레스스터 값들을 쫙 구분해놔야 나중에 사용하기 편함
프로그램 카운터(pc) : 다음에 실행할 명령어의 위치 정보를 지정
명령어 처리
LOAD mem(100), register 2;
-> 메모리 100번지에 있는 값을 가져와 register 2에 넣어라
메모리 종류
램 : 읽기, 쓰기 가능
롬 : 읽기 가능
휘발성 메모리 : 데이터가 일정시간이 지나면 날아감, 메인메모리는 휘발성메모리. 속도 빠르고 가격 저렴
비휘발성 메모리 : 데이터가 날아가지 않는다. SSD는 비휘발성. 속도 느리고 가격 비쌈
메모리 보호
보호되지 않으면 어떤 작업이 다른작업의 영역을 침범하여 프로그램을 파괴하거나 데이터를 지울 수도 있으며, 최악의 경우 운영체제 영역을 침번하면 시스템이 멈출숟 ㅗ있다.
->메모리 영역을 정해둬야 된다.(40한계 레지스터~ 140경계 레지스터)->벗어나면? : 인터럽트 발생(대부분 입출력에서 발생)
부팅
컴퓨터를 켰을 때 운영체제를 메모리에 올리는 것
버퍼
속도에 차이가 있는 두 장치 사이에서 그 차이를 완화하는 역할을 하는 장치
일정량의 데이터를 모아 옮김으로써 속도의 차이 완화
스풀
cpu와 입출력장치가 독립적으로 동작하도록 고안된 스프트웨어적인 버퍼
ex)프린터 - 스풀러//문서작업과 프린트 출력 작업을 독립적으로 하므로 둘다 사용가능
캐시
CPU와 메모리간의 속도 차이를 완화하기 위해 메모리의 데이터를 미리 가져와 저장해두는 임시장소
캐시는 필요한 데이터를 모아 한꺼번에 전달하는 버퍼의 일종으로 cpu가 앞으로 사용할 것으로 예상되는 데이터를 미리 가져다 놓는다.
즉시 쓰기 : 변경된 캐시를 즉시 바꿔준다. 성능이 느려진다. 갑작스러운 정전에도 데이터 보존
지연 쓰기(카피백) : 변경된 캐시를 모아 주기적으로 바꿔준다. 성능이 좋아진다. 메모리와 캐시된 데이터 사이에 불일치가 발생할 수도 있다.
일반 캐시(L2) : 명령어와 데이터 구분없이 다 가져옴
특수 캐시(L1) : 명령어와 데이터를 구분하여 가져온다.
인터럽트
폴링 방식 : cpu가 직접 입출력장치에서 데이터를 가져오거나 내보내는 방식
인터럽트 방식 : 입출력 관리자가 대신 입출력을 해주는 방식
인터럽트 : 입출력 관리자가 cpu에 보내는 완료 신호
사이클 훔치기 : cpu가 입출력장치에게 직접 메모리 접근을 양보하는 것
