컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어진다
하드웨어란, 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치를 말한다.
소프트웨어란, 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어 집합을 말한다.
Hardware
Hardware의 구성요소
중앙처리장치(CPU)
중앙처리장치는 인간의 뇌에서 ‘두뇌’에 해당하는 부분이다.
주기억장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 명령어의 수행 순서를 제어하며,
다음과 같은 세 가지로 구성되어 있다.
비교와 연산을 담당하는 산술 논리 연산장치(ALU: Arithmatic and Logical Unit)
명령어의 해석과 실행을 담당하는 제어장치(CU: Control Unit)
속도가 빠른 데이터 기억장소인 레지스터(Register)
아래 링크로 가면 CPU의 구성 요소 및 명령어 처리 과정에 대해 자세히 설명되어있다!
[Computer Architecture] 중앙처리장치(CPU)의 작동 원리
[Computer Architecture] 중앙처리장치(CPU)의 작동 원리
중앙처리장치 CPU CPU는 컴퓨터에서 가장 핵심적인 역할을 수행하는 부분으로, 인간의 '두뇌'에 해당한다. 다양한 입력 장치로부터 정보를 입력받아 처리한 후, 그 결과를 출력 장치로 보내는 일
rue-mi.tistory.com
기억장치
기억장치란 프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치이다.
간단하게 다음과 같이 구성되어 있다
주기억장치
주기억장치는 현재 CPU가 처리하고 있는 내용을 저장하는 기억 장치로
비교적 용량이 크고 처리 속도가 빠르다.
RAM(Random Access Memory) 은 읽기, 쓰기 모두 수행할 수 있는 휘발성 메모리이다.
BIOS와 같은 불변의 주요 데이터를 저장한다.
ROM(Read Only Memory)은 읽기만 수행할 수 있는 비휘발성 메모리이다.
응용 프로그램, 운영체제 등을 불러와 CPU가 작업할 수 있도록 한다.
보조기억장치
물리적인 디스크가 연결되어 있는 기억장치로
주기억장치보다는 느리지만 전원이 끊어져도 데이터가 사라지지 않고 영구적으로 보관할 수 있다.
HDD(Hard Disk Driver)는 물리적인 디스크를 고속으로 회전 시켜 데이터를 저장하는 장치이다.
따라서 충격에 약하며 소음이 다소 발생한다.
SSD(Solid State Driver)는 반도체 기반으로 정보를 저장하는 기억 장치이다.
전기적으로 데이터를 저장하므로 HDD보다 속도가 빠르고 소음이 없다. 고로 다소 비싸다.
특정 프로그램을 실행하면 컴퓨터는 보조 기억 장치에 저장된 데이터를 주 기억 장치로 불러와서
CPU가 해당 데이터를 처리하는 과정으로 실행된다.
입출력장치
입력 장치는 컴퓨터 내부로 자료를 입력하는 장치로 키보드, 마우스 등이 있다.
출력 장치는 컴퓨터에서 외부로 자료를 표현하는 장치로, 프린터, 모니터, 스피커 등이 있다.
System Bus 시스템 버스
시스템 버스란 하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선으로, 각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로가 되어준다.
용도에 따라 다음과 같이 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나누어진다.
Data Bus 데이터 버스
데이터 버스는 중앙 처리 장치와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로이다.
기억 장치와 입출력 장치의 명령어와 데이터를 중앙처리장치로 보내거나,
반대로 중앙처리장치의 연산 결과를 기억장치와 입출력장치로 보내는 ‘양방향’ 버스이다.
Address Bus 주소 버스
중앙처리장치가 주기억장치나 입출력장치로 기억장치의 주소를 전달하는 통로로 ‘단방향’ 버스이다.
그런데 주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되기 때문에 이를 제어할 수단이 필요하다. 그것이 바로 ‘제어버스’를 통해 이루어진다.
Control Bus 제어 버스
제어버스는 중앙처리장치가 기억장치나 입출력장치에 제어 신호를 전달하는 통로이다. 읽는 동작과 쓰는 동작 등을 모두 수행하기 때문에 ‘양방향’ 버스이다.
- 제어 신호의 종류
- 기억 장치 읽기 : Address bus에 있는 주소에 해당하는 곳의 데이터를 읽어서 Data bus에 담도록 하는 제어 신호
- 기억 장치 쓰기 : Address bus에 있는 주소에 해당하는 곳에, Data bus에 있는 데이터를 저장하도록 하는 제어 신호
- I/O 쓰기 : Data bus에 있는 데이터를 지정된 I/O 장치로 출력하는 제어 신호
- I/O 읽기 : 지정된 I/O 장치로부터 데이터를 읽어서 Data bus에 담도록 하는 제어신호
다음은 CPU가 명령어를 실행할 때 버스를 통하는 데이터의 흐름을 나타낸 것이다.
자세한 내용은 CPU 동작 과정과 원리에 대해 다음 글에 포스팅 되어 있다!
[Computer Architecture] 중앙처리장치(CPU)의 작동 원리
[Computer Architecture] 중앙처리장치(CPU)의 작동 원리
중앙처리장치 CPU CPU는 컴퓨터에서 가장 핵심적인 역할을 수행하는 부분으로, 인간의 '두뇌'에 해당한다. 다양한 입력 장치로부터 정보를 입력받아 처리한 후, 그 결과를 출력 장치로 보내는 일
rue-mi.tistory.com
참고자료
컴퓨터 주기억장치 & 보조기억장치 란...무엇인가
컴퓨터에 있어 기억장치는 필요한 정보를 보관하고, 저장하는 매우 중요한 장치 중 하나 입니다. CPU의 저장장치 레지스터가 있고, CPU의 명령이나, 자료를 일시적으로 저장하는 캐시가 있습니다.
mindstation.tistory.com
시스템 버스 (System Bus)
우리가 흔히 알고 있는 버스처럼 시스템에서의 버스는 데이터의 교통수단이다. 데이터들을 연결해 주는 역할을 해 준다. 더 자세한 그림은 아래와 같다.CPU, I/O 장치, 기억 장치들을 연결해 주는
velog.io
'Computer Science > Computer Architecture' 카테고리의 다른 글
| 고정 소수점 Fixed Point & 부동 소수점 Floating Point (0) | 2023.05.18 |
|---|---|
| 캐시 메모리 Cache Memory (0) | 2023.05.18 |
| 패러티비트(Parity bit) & 해밍코드(Hamming Code) (0) | 2023.04.15 |
| 중앙처리장치(CPU)의 작동 원리 (0) | 2023.04.15 |
