[컴퓨터 구조] 중앙처리장치, 주기억장치, 입출력장치

컴퓨터

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

 

하드웨어

• 중앙처리장치(CPU) : 비교와 연산을 담당하는 ALU와 명령어의 해석을 담당하는 제어장치, 빠른 속도의 데이터 기억장소인 레지스터로 구성
• 주기억 장치(Main Memory) : 프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치
• 입출력 장치(I/O devices)
• CPU, MM, I/O 장치는 시스템 버스로 연결되어 있으며, 시스템 버스는 데이터와 명령 제어 신호를 각 장치로 실어나르는 역할을 한다.
  • 용도에 따라 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나뉜다.

 

소프트웨어

• 시스템 소프트웨어 : 사용자를 위해 응용 프로그램 간의 하드웨어 사용을 제어하고 조정하는 기능을 수행하는 프로그램
  • 운영체제, 컴파일러
• 응용 소프트웨어 : 사용자의 여러 요구사항을 해결하기 위해 제공되는 프로그램
  • 워드프로세서, 스프레드시트

 

데이터 버스

• CPU와 기타 장치 사이의 데이터를 전달하는 통로
• 양방향 버스

 

주소 버스

• 데이터를 정확하게 전달하기 위해서 기억장치 주소를 정해줘야 한다.
• 단방향 버스(CPU -> I/O)

 

제어 버스

• CPU, Main Memory, I/O 장치에 제어 신호를 전달하는 통로
• 제어 신호 종류 : 기억장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클락, 리셋 등
• 양방향 버스

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중앙처리장치(CPU) 

• 연산장치
  • 산술 연산과 논리 연산 수행. (레지스터 -> 필요한 데이터 -> ALU -> 연산 결과 -> 레지스터)
• 제어 장치
  • 명령어를 순서대로 실행할 수 있도록 제어하는 장치
  • 주기억 장치 -> 프로그램 명령 -> 제어장치에서 해독 -> 기억장치 or 연산장치 or 입출력장치로 보냄
• 레지스터
  • 명령어 주소, 코드, 연산에 필요한 데이터 등등 데이터들을 임시로 저장

 

CPU 동작 과정

1. 주기억 장치는 입력 장치에서 입력받은 데이터 or 보조기억장치의 프로그램을 읽어온다.

2. CPU는 프로그램 실행을 위해 CPU에 저장된 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 다시 주기억장치에 저장한다.

3. 주기억 장치는 처리 결과를 보조 기억장치에 저장하거나 출력 장치로 보낸다.