Ch 1-1. 컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유
- 문제 상황 빠르게 진단 가능
- 문제 해결의 실마리를 다양하게 찾을 수 있음
- 문법만으로 알기 어려운 성능, 용량, 비용을 고려하며 개발 가능
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Ch 1-2. 컴퓨터 구조의 큰 그림
- 컴퓨터 구조
1) 컴퓨터가 이해하는 정보
2) 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품
1) 컴퓨터가 이해하는 정보-
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컴퓨터는 0과 1로 표현된 정보만을 이해
(0과 1로 표현되는 정보에는 크게 두 가지 >> 데이터, 명령어) -
데이터 : 컴퓨터가 이해하는 정적인 정보
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명령어 : 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보
2) 컴퓨터의 4가지 핵심 부품
(1) 중앙처리장치(CPU, Central Processing Unit)
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컴퓨터의 두뇌
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메모리에 장된 명령어를 읽고, 해석하고, 실행하는 부품
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CPU 내부 구성 요소 중 가장 중요한 세 가지
: 산술논리연산장치(ALU) 레지스터, 제어장치(CU)-
ALU : 계산을 위해 존재
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레지스터 : CPU 내부의 작은 임시 저장 장치. 필요한 값 임시 저장
CPU 안에는 여러 개의 레지스터 존재, 각기 다른 이름과 역할 가짐 -
제어 장치 : 제어 신호라는 전기 신호 내보내 명령어 해석하는 장치
(제어 신호 : 컴퓨터 부품 관리, 작동 시키기 위한 전기 신호)- CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 메모리 읽기라는 제어 신호를 보낸다.
- CPU가 메모리에 저장된 값을 쓰고 싶을 땐 메모리 쓰기라는 제어 신호를 보낸다.
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(2) 주기억장치(main memory, 메모리)
주기억장치에는 크게 RAM(Random Access Memory), Rom(Read Only Memory) 존재. 둘 중에 RAM을 더 많이 다룸
- 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
- 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 함
- 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해 주소 개념 사용
[CPU가 명령어를 실행하는 과정 예시]
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1번지에 저장된 명령어를 읽기 위해 '메모리 일긱' 제어 신호 보냄
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1) 메모리는 1번지에 저장된 명령어를 CPU에 전달, 이 명령어는 레지스터 저장
2) 제어장치는 읽어 들인 명령어 해석 후 3, 4번지에 저장된 데이터 필요하다 판단
3) 제어장치는 3,4번지에 저장된 데이터 읽기 위해 '메모리 읽기' 신호 전달
3.\
1) 메모리는 3,4 번지에 저장된 데이터 CPU에 전달. 서로 다른 레지스터에 데이터 값 저장됨
2) ALU는 읽어 들인 데이터로 연산 수행
3) 계산의 결과는 레지스터에 저장, 계산 끝나면 첫 번째 명령어 실행 종료
4.\
1) 제어장치는 2번지에 저장된 명령어 읽기 위해 '메모리 읽기' 제어신호 전달
2) 메모리는 2번지에 저장된 명령어 CPU에 전달 후 명령어 레지스터에 저장. 제어장치는 명령어 해석 후 메모리에 계산 결과 저장
3) 제어장치는 계산 결과 저장 위해 '메모리 쓰기' 제어 신호와 함께 계산 결과 전달. 메모리가 계산 결과 저장하면 두 번째 명령어 신호 종료
CPU 꼭 알아둘 사항
- CPU는 메모리에 저장된 값을 읽고, 해석하고, 실행하는 장치
- CPU 내부에는 ALU, 레지스터, 제어장치 존재
- ALU는 연산장치, 레지스터는 임시 저장 장치, 제어장치는 제어 신호 발생시키고 명령어 해석하는 장치
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(3) 보조기억장치(secondary storage)
- 메모리의 약점 : 가격이 비싸 저장 용량 적음, 전원이 꺼지면 저장된 내용 잃음
- 보조기억장치는 해당 약점 보완(전원이 꺼져도 보관될 프로그램 저장)
ex) HDD, SSD, USB, DVD, CD-ROM
(4) 입출력장치(input/output(I/O) device)
- 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치
- 주변장치 = 보조기억장치 + 입출력장치
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2. 메인보드와 시스템 버스
- 메인보드(마더보드)
- 여러 컴퓨터 부품을 부착할 수 있는 슬롯, 연결 단자 존재
- 메인보드 내부의 버스 통해 연결된 부품들은 서로 정보 주고 받기 가능. 여러 버스 중 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스는 시스템 버스
- 시스템 버스(주소, 데이터, 제어 버스)
- 주소 버스 : 주소 주고 받는 통로
- 데이터 버스 : 명령어와 데이터 주고받는 통로
- 제어 버스 : 제어신호 주고 받는 통로
(제어장치는 제어 버스 통해 제어신호를 내보냄)
1) 제어 버스로 '메모리 읽기' 제어 신호 내보내기
2) 주소 버스로 읽고 싶은 주소 내보내기
3) 메모리는 데이터 버스로 CPU가 요청한 주소에 있는 내용 내보내기
1) 데이터 버스로 메모리에 저장할 값을
2) 주소 버스를 통해 저장할 주소를
3) 제어 버스 통해 '메모리 쓰기 '제어 신호 내보내기
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1주차 과제
Q1. p.51 3번. 다음 설명의 빈칸에 들어갈 알맞은 내용을 써 보세요.
프로그램이 실행되려면 반드시 ( )에 저장되어 있어야 합니다.
A1 : 메모리
