컴퓨터 개요 (2)

1. 시스템 버스(64 bit 자료 처리 가능)

: CPU 가 주기억 장치, 입출력장치 등으로 부터 데이터를 받는 길

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① 주소버스

: 중앙처리장치(CPU)가 기억장치나 입출력장치의 주소정보를 전송하는 신호선의 집합

:단방향 버스 ※Data의 위치가 정해져있어야 불러올 수 있어서 번지를 부여해서 정리한다.

② 데이터 버스

:중앙처리 장치가 기억장치나 입출력 장치의 데이터를 보내거나 반대로 데이터를 읽어 들일때 데이터를 전송하기 위한 신호선

③ 제어 버스

:CPU가 각종 장치들의 동작을 제어하기 위한 신호 선의 집합

-제어 신호 종류

-기억장치 읽기/쓰기

-입력장치 읽기/쓰기

-버스 요구 : 컴퓨터 시스템의 어떤 장치가 버스를 사용해야 하는 경우 버스 요청을 요구하기 위한 신호 (기억장치로 읽을지 입력장치로 읽을지 등)

④ 인터럽트 요구

:인터럽트가 실행을 위해 대기하고 있음을 나타내는 신호

⑤ 클럭

: 컴퓨터 시스템의 각 장치들의 동작을 동기화 시키는데 사용되는 신호

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※CPU 세부기능

※산술 논리 연산 장치(ALU)

-산술연산, 논리연산

※제어장치

-명령어 해독, 명령어 실해에 필요한 동작을 수행하기 위해 제어신호 발생

※레지스터

-데이터를 임시저장하는 기능을 가진 CPU 내부에 있는 고속의 기어장치

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산술 논리 연산 장치 (ALU)

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1. 정수의 표현

1)양의 정수 표현

: 부호(+,ㅡ)를 나타내는 비트 필요없음.

: n 비트로 이루어진 수는 0부터 2n-1 까지의 값을 나타낸다.

0	00000000
34	00100010
128	10000000
355	11111111

2)음의 정수 표현

:부호 비트 사용

:제일 앞의 비트를 부호로 사용

ex) -5 : 00000101

+5 : 10000101

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3) 2의 보수

1의 보수에서 1을 더하여 숫자를 표현하는 방식

ex) 0011 의 2의 보수

① 10000-0011=1101

② 1100(1의 보수)+1=1101

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※1의 보수

0은 1로 1은 0으로 바꾸고 최상위 비트가 0이면 양수 1이면 음수

ex )

2+3=0010+0011=0101=5

-2+(-3)=1101+1100= 1001+0001=1010= -5

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※파란색으로 표시된 부분이 이해가 안갔는데 이진법에서 0001과 0001이 더하면 0010(십진법에서의 2)이 된다. 그러므로 1001+0001=1010 이다.

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4) 부동 소수점 수의 표현

: 소수점의 위치가 필요에 따라 이동하는 표현 방법을 의미

부호

지수값(소수점 이하)

가수부(정수)

5)쉬프트 연산

:레지스터 내에서 비트값을 왼쪽 or 오른쪽으로 한자리씩 이동하는 것

0

0

1

0

0

1

1

0

                           ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙

0

1

0

0

1

1

0

0

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2. 제어장치

:각 사이클에서의 마이크로 연산들의 수행 순서 제어

:내부구성

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명령어 레지스터(IR)

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명령어 해독기

제어 주소 레지스터

제어 기억장치

제어 버퍼 레지스터

해독기

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제어신호

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3. 기억장치

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레지스터 ↑

캐쉬기억장치 ↑ 속도 상승

주기억장치 ↑ 용량 감소

보조기억장치 ↑ 가격 상승

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※캐쉬 기억장치

CPU와 주기억장치 사이에 설치한 접근 속도가 빠른 소규모 기억장치.

CPU가 훨씬 빠르기 때문에 주기억장치의 처리속도를 보완해줌.

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4. 입출력 장치기

: 제어기가 필요하다. 키보드 제어기, 디스크 제어기, 터미널 제어기, 프린터 제어기 등

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1)입출력 방식

① CPU에 의한 입출력 방식

-프로그램에 의한 입출력 방식

:CPU가 입출력 장치를 계속 감시하면 시간낭비가 심하고 처리 효율이 떨어짐

-인터럽트에 의한 입출력 방식

:CPU는 입출력 동작을 작동시켜 놓고 다른 작업 수행

:입출력 전송률 느림

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② 채널에 의한 입력 방식

: 입출력 처리기(I/O processor)가 입출력과 관련된 거의 모든 동작을 수행하므로 CPU가 자기 일 할 수 있음.

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③ DMA(Direct Memory Access)에 의한 입출력 방식

:프로그램에 의한 입출력 방식과 인터럽트에 의한 입출력 방식의 단점을 보완하기 위한것.

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5. 병렬 컴퓨터 구조

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1) 병렬처리

:여러개의 프로세서가 동시에 정보를 처리하는 기술

:목적 : 처리속도 향상, 처리율 증가

:추가적인 하드웨어 필요

→시스템 비용증가(단점)

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