컴퓨터 구조

컴퓨터 구조 
컴퓨터 시스템의 구성과 동작원리, 근본적 이해

컴퓨터시스템의 구성
1. 하드웨어, 소프트웨어
2. 중앙처리 장치
3. 기억장치
4. 입출력 장치
5. 컴퓨터 시스템의 성능 향상 기법

하드웨어 : 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치
소프트웨어 : 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어의 집합

하드웨어의 구성 : 중앙처리장치, 기억장치, 입출력장치로 구성
- 중앙 처리 장치 : 주기억장치로부터 프로그램 명령어와 데이터를 읽어온 뒤 처리
                        산술논리연산장치, 제어장치, 레지스터로 구성
-기억장치 : 프로그램과 데이터, 연산의 중간 결과등을 저장
              주기억장치와 보조기억장치로 구분
 주기억장치 : 프로그램과 데이터를 일시적으로 저장
 보조기억장치 : 데이터를 영구적으로 보관/ 플로피디스크, 하드디스크, 광디스크
 입출력장치 : 입력장치 : 자료를 컴퓨터 내부로 입력하는 장치 / 키보드 마우스, 조이스틱
                 출력장치 : 처리결과를 컴퓨터 외부로 표현하는 장치, / 프린터, 모니터, 플로퍼, 스피커 등
시스템 버스 : 하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하여 구성요소들 사이의 데이터 이동통로를 제공
   주소 버스 : 중앙처리장치가 주기억장치나 입출력 장치에 주소를 전달하는 통로
     데이터버스 : 중앙처리장치와 기타시스템 모듈 사이에서 데이터를 전달하는 통로 (양방향 전달)
      제어버스 : 중앙처리장치가 다양한 시스템 모듈에 제어신호를 전달하는 통로 
                    읽기동작과 쓰기동작을 모두 수행, 양방향 버스

시스템 소프트웨어 : 컴퓨터 시스템의 효율적인 운영과 제어를 담당
                         운영체제, 언어번역프로그램(인터프리터, 컴파일러), 유틸리리, 라이브러리 프로그램 등
응용 소프트웨어 : 응용 분야의 업무를 처리하기 위해 사용
                       문서작성프로그램, 자료 관리 프로그램, 그래픽 프로그램

2. 중앙처리장치의 구성
중앙처리장치 : 주기억장치로 부터 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 명령어의 수행순서를 제어
산술논리연산장치 : 산술연산과 논리연산을 수행
 제어장치 : 명령어를 순서대로 실행할 수 있도록 제어
 레지스터 : 중앙처리장치의 속도와 비슷한 고속의 기억장치, 중앙처리장치에 존재
               범용레지스터와 특수 목적 레지스터로 구분

레지스터 - 메모리 주소레지스터 (읽기와 쓰기 연산을 수행할 주기억장치의 주소 저장)
            - 프로그램 카운터 : 명령어의 주소를 저장
            명령어 레지스터 : 현재 실행중인 명령어를 저장
            메모리 버퍼 레지스터 : 주기억장치에서 읽어온 데이터나 , 주기억장치에 저장할 데이터를 임시 저장
            누산기 : 연산결과를 임시로 저장
           CPU상태 저장 : 프로그램 상태 레지스터 : CPU의 현재상태정보를 저장

명령어 사이클 : 중앙처리장치가 주기억장치로 부터 한번에 하나의 명령어를 인출하여 실행하는데 필요한 활동
인출 사이클 : 주기억장치에서 명령어를 인출
실행 사이클 : 인출한 명령어를 해독하고, 그 결과에 따라 제어 신호를 발생시켜, 명령어를 실행
인터럽트 사이클 : 인터럽트 : 중앙처리장치가 프로그램을 수행하는 동안 컴퓨터시스템의 내우봐 외부에서 발생하는 예기치 못한 사건
   연산코드 : 4가지 기능으로 분류

주기억장치 : 램 전원공급이 중단되면 저장된 정보가 모두 지워지는 휘발성 메모리
  DRAM : 트랜지스터 내의 축전지 전하를 이용하여 정보를 저장, 주기적인 재충전 필요, 대용량 메모리에 적합
  SRAM : 플립플롭 기억소자로 구성, 캐시메모리에 주로사용 , 전력소모가 크며 고가
 ROM : 저장된 프로그램과 데이터를 읽기만 하는 기억장치, 전원이 공급되지 않아도 영구적으로 보존하는 비휘발성 메모리
플래쉬메모리 : 전력소비가 적으며, 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보가 보존되는 비휘발성 메모리.
캐시 메모리 : 긴 접근시간으로 인해 성능이 저하되는 것을 방지하기 위하 메모리, 즉시읽고 ,

3.보조기억장치 : 프로그램이나 데이터를 영구적으로 저장하는 대용량의 저장장치

5. 컴퓨터 시스템의 성능 향상 기법
 1.중앙처리장치의 구조 변화
 2.파이프라인 기법
 3.병렬처리 시스템

1. CISC > RISC
2. 파이프라인 기법 : 하나의 작업을 다수의 단계로 분할하여 시간적으로 중첩되게 실행함으로써 처리율을 높여 
                          컴퓨터 시스템의 성능을 향상시키는 기술
         명령어 인출 > 명령어 해독 > 피연산자 인출 > 명령어 실행