컴퓨터의 구성

컴퓨터가 이해하는 정보

• 데이터
• 명령어

컴퓨터의 네 가지 핵심 부품

• CPU
• 메모리
• 보조기억장치
• 입출력장치

입출력장치

컴퓨터가 사용자와 의사소통 하는 창구가 입출력 장치이다.

입력장치

사용자가 컴퓨터에게 명령하는 창구

• 입력장치의 종류로는 키보드, 마우스, 터치스크린, 스캐너, 카메라 등이 있다.
• 키보드를 통해 입력하고 Enter를 통해 연산 수행 및 저장을 명령한다.
• 또한 마우스를 통해 폴더를 열거나 파일을 실행하도록 하는 것이 입력이다.

출력장치

컴퓨터가 사용자에게 데이터, 또는 처리 결과를 보여주는 창구

• 출력장치의 종류로는 모니터, 스피커, 프린터등이 있다.
• 컴퓨터는 출력 장치를 통해 사용자에게 명령이나 데이터를 입력할 수 있는 화면을 보여주거나 명령에 대한 처리 결과를 보여주거나 들려준다.

CPU

컴퓨터가 사용자의 명령에 대한 작업을 수행하는 처리장치

CPU의 구성

• 산술논리 연산장치 ALU : 연산하고 수행하는 역할로 비교, 판단, 연산을 담당한다.
• 제어부(CU)와 내부 BUS: 명령어의 해석과 올바른 실행을 위해 CPU를 내부적으로 제어한다.
• 레지스터: 연산에 필요한 데이터를 저장하고 빠른 속도로 접근할 수 있는 저장 공간
• 캐시 메모리: 처리 속도를 높여주는 역할

레지스터

CPU에 위치한 고속 메모리로 극히 소량의 데이터나 처리중인 중간 결과 같은 CPU가 바로 사용할 수 있는 데이터를 담고 있는 영역

용도에 따라 범용 레지스터와 특수목적 레지스터로 구분된다.

범용 레지스터 : 연산에 필요한 데이터나 연산 결과를 임시 저장.

특수목적 레지스터 : 특별한 용도로 사용되는 레지스터

• MAR : 읽고 쓰기 위한 주기억장치의 주소를 저장
• PC : 다음에 수행할 명령어의 주소 저장
• IR : 현재 실행중인 명령어 저장
• MBR : 주기억장치에서 읽어온 데이터나 저장할 데이터를 임시로 저장
• 누산기 : 연산 결과를 임시로 저장

제어장치 CU와 내부 BUS

제어 장치는 명령어를 실행하는 순서를 제어하고 스케쥴링 한다.

제어부

주 기억 장치에 저장되어있는 명령어를 순서대로 호출하여 해독하고, 제어 신호를 발생시켜 컴퓨터의 각 장치를 제어하는 장치

내부 BUS

기억, 연산, 제어 기능을 실현하기 위해 CPU와 주 기억 장치, 입출력장치, 외부 기억 장치등 제어부 사이를 연결하는 버스

CPU의 동작

CPU 동작 순서

1. 주기억장치는 입력 장치에서 입력받은 데이터 또는 보조기억장치에 저장된 프로그램을 읽어옴
2. CPU는 프로그램을 실행하기 위해 주기억장치에 저장된 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 결과를 다시 주기억장치에 저장
3. 주기억장치는 처리 결과를 보조기억장치에 저장하거나 출력장치로 보냄
4. 제어장치는 1~3 과정에서 명령어가 순서대로 실행되도록 각 장치를 제어

명령어 사이클

1. 명령어 인출 : CU가 수행할 명령어 정보를 가져옴
2. 명령어 해독 : opcode라는 명령어 코드를 인출하고 opcode의 성격에 맞게 레지스터를 준비한다.
3. 실행 : 해독한 명령어 실행
4. 반영 : 명령어의 수행 결과를 반영함으로써 명령 수행 1사이클 완료

끝!

일단 이렇게 하고 내일 메모리 부분 다루면서 부족한 내용 추가하는 방향으로 진행

한번에 많이하면 머리아파...