컴퓨터 시스템의 개요

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아이티즌 기술연구소
윤상민
응용 소프트웨어
시스템 소프트웨어
종속적
하드웨어
보조
중앙
주 기억장치
기억
처리장치
장치
중앙 처리장치
주 기억장치
보조 기억장치
프로그램이나
프로그램을
자료를
실행/입력,출력,저장장치
영구적으로
기억 할 수
제어
있는 기억장치
프로그램에서
실행할수
있는 명령어(프로그램)와
데이터를
저장
입력장치
-컴퓨터가 처리할 수 있는 형태로 데이터/명
령을 받아들임
종류 : 마우스, 키보드
출력장치
-컴퓨터가 처리한 명령을 출력함
종류 : 모니터, 빔 프로젝트, 스피커
1.외부처리 받음
2.대응되는 프로그램 동작
3.처리 결과 표현
1.3을 위해서는 인터페이스가 필요하다
CPU가 동작 하는 부분
ROM
- 데이터의 읽기 전용 메모리.
RAM
- 데이터의 쓰기와 고쳐 쓰기를 자유스럽게 행할 수 있는 메모리.
MASK ROM
- 제조 고정에서 이미 내용을미리 기억시켜 놓은 메모리로 사용자가 그
내용을 변경할 수 없는 롬.

PROM
- 한번 데이터를 지우고 또 다른 데이터를 기입 할 수 있는 롬.

EPROM
- 필요 할 때마다 기억된 내용을 지우고 다른 내용을 기록할 수 있는 롬.
내용을 바꾸기 위해서 롬 라이터를 사용


-
EEPROM
EPROM과 같지만 지우는 방식이 전기적이며 속도가 빠르다. 한번에 1
바이트만 지울수 있다.

DRAM
- 일정 기간 내에 주기적으로 정보를 다시 써넣지 안흐면 기억된 내용이
없어지는 메모리.
(REFRESH) 속도는 그리 빠르지 않으나 가격이 저렴.

SRAM
- 전원이 공급 되는 동안은 항상 기억된 내용이 그대로 남아 있는 메모리.
소비 전력이 작고 처리속도가 빠르다 (DRAM 5배)
주로 캐시 메모리로 사용된다.
MEMORY
ALU : CU
산술,논리
: 제어장치
연산 장치
CONTROL
UNIT
ARITHMETIC
LOGIC
UNIT

폰노이만 구조

- 데이터 메모리와 프로그램 메모리가 구분되어 있
지않고 하나의 버스를 가지고 있는 구조.
하버드 구조
 - 데이타 메모리와 프로그램 메모리가 분리되어(논

리적) 메모리 단일구조 즉 데이터만을 따로 보관하
는 메모리가 있다.
내부 버스
연산
레지스터
명령
레지스터
명령
디코더
연산기
제어부
컨트롤 버스
레지스터
집합
어드레스
관리부
어드레스 버
스
데이터 버스

어드레스 관리부
-메모리에 관한 어드레스 지정을 행한다

EX)다음에 설명한 레지스터 장소 ,정보 위치
레지스터


명령 디코더


명령을 번역
제어부


명령과 데이터를 받고 전달하는 창구
번역된 명령에 의한 처리를 지시
연산부

정보 처리의 중요부(덧셈 뺄셈 어느것을 할 것인가의 준비)

CPU 클럽(Clock)
 시계추의
진동에 해당
 중앙 처리 장치가 작업을 수행하는 단위
 표시단위 : Hz
 컴퓨터 처리 속도 기준
명령
읽기
명령
해독
데이터
읽기
계산
수행
결과
저장
ASint
따라 바뀌는
각도
Sint = =시간에
ASinwt
ASint=ASin
θ
W(오메가)=2πf =각 주파수
f = 1/t
A(진폭)

우리가 쓰는 전기는 1초에 60번 진동하는
교류를 쓴다. (60Hz) 위상을 다음과 같이 나
오도록 회로를 꾸민다면 1초에 형광등은 몇
번 깜빡 일까?
Page 67] 플립 플롭
스위치 1. 정보를 쓰기
스위치 2. 쓴 정보를 기억하기
스위치 3. 기억하는 정보를 꺼내기
-플리플롭이란 순차 논리 회로이다.
-이진 정보를 기억하는 메모리 소자.
RS 플립플롭
-R이 1이면 리셋, S가 1이면 셋
D 플립플롭
-입력을 그대로 출력
T 플립플롭
-입력이 들어올 떄 마다 출력의 상태가 바뀜
JK플립 플롭
-RS플립플롭에 기능을 추가 모두 1일때 반전
-조합 회로에 의해서 구성
디코더
-컴퓨터 내부에서 디지털 코드화된 데이터를 해독하여 그에 대응되는
아날로그 신호로 바꾸어주는 컴퓨터 회로
A1
A2
A3
x0
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
A
B
C
D
Q
D
Q
D
Q
D
Q
>CK
Q
>CK
Q
>CK
Q
>CK
Q
A B
0 0
0 1
0 1
1 0
1 0
1 1
Sum
0
1
1
1
1
0
Carry
0
0
0
0
0
1
A
0
0
1
1
0
0
1
1
B
0
1
0
1
0
1
0
1
ci
0
0
0
0
1
1
1
1
Sum
0
1
1
0
1
0
0
1
Carry
0
0
0
1
0
1
1
1



2의 승수대로 0과 1자리로 표현 하는 수
8진수 8의 승수대로 0~7까지의 숫자로 표
현한수
16진수 16의 승수대로 0~f까지의 숫자 +문
자로 표현한수

십진수 0.121의 경우
1 * 10ˆ-1 + 2 * 10ˆ-2 + 1 * 10ˆ-3
= 1/10 + 2/100 + 1/1000
2진수 0.121의 경우?
1 * 2ˆ-1 + 2 * 2ˆ-2 + 1 * 3ˆ-3
= 1/2 + 2/4 + 1/8

8진수 0.121을 10진수로 변환 해보세요
1*8^-1 + 2*8^-2 + 1*8^-3
= 1/8 + 2/64 + 1/512
=0.158203125

개념 : 반대로 세어 가는수
방법 : ex) A=3 8의 보수를 구하면?
8-3 = 5 A의 8의 보수는 5이다.
1의 보수는? 각 비트를 뒤집은것.
2의 보수는?
각 비트를 뒤집은것에 +1을 더한것

중요한 플래그와 그 의미
CF(Carry 플레그) ----- 연산 결과에 자리 올
림이 있으면 셋
PF(parity 플레그) ----- 연산 결과가 짝수면
set
ZF(0 플래그) ----- 연산 결과가 0이면 Set
0000 1110 의 경우 10진수로 보면 14이지만 이경우에는
다르게 해석한다.
전송과정에서
생긴 자료상의
찾아홀수
내기위한
방법
홀수
패리티 비트검출의
경우 잘못을
1의 개수가
이기 떄문
가장 기본적인
오류검출 방법
에 패리티 비트에는
0이 들어가게된다.
패리티
플래그와
혼동이
되면 안된다
1의 앞에서
개수가 배운
짝수라면
패리티
비트에
1을 넣어서
홀수를
만들어 준다.
홀수 패리티 비트이면 전송되어 오는 비트는 홀수일수 밖
에 없다. 전송되어온 비트가 짝수이면 에러가 났다는것을
알수 있다.
CF(Carry 플레그) 제어
CLC-Carry 플래그를 0으로 Clear
STC-Carry 플래그를 1로 Set

IF(Interrupt 플래그) 제어
CLI- interrupt를 0으로 Clear
STI- interrupt를 1로 Set


CPU가 정해진 프로그램을 처리하는 중에 다
른 요청(다른 프로그램/하드웨어적인 신호)
을 받아 하던일을 잠시 멈추어 두고 요청된
일부터 먼저 처리 하는것.
하드웨어 인터럽트
-외부 입력장치나 센서 등의 하드웨어 장비로
부터 발생되는 인터럽트 신호
소프트웨어 인터럽트
-잘못된 연산, 메모리 접근등의 소프트 웨어적
으로 발생되는 신호
CISC(Complex Instruction Set Computer)
- ‘확장 명령형 컴퓨터’
- CPU에 대한 명령의 종류를 증가하거나 고도
화 하는 것에대해서 처리 능력을 향상시킴.
RISC(Reduced Instrustion Set Computer)
- ‘축소 명령형 컴퓨터’
- 명령의 종류를 적게 억제하고 하나하나 명령
을 고속으로 시행하여 처리능력 향상
물리 메모리와 하드 디스크를 합쳐 모두의 프
로그램이 담긴 커다란 메모리 공간을 가상적으
로 확보 하는것.
내부 단편화 – 프로그램의 크기가 메모리의 크기
보다 작은 경우 발생
외부 단편화 – 프로그램의 크기가 메모리의 크기
보다 클 경우 발생
-Memory Managenment Unit
-메모리를 액세스 할때 OS측에서 프로그램을
실행하는 비효율을 방지 하기 위해서 프로
그램 대신 하드웨어에서 실현하고 있는 것
-가상메모리의 프로그램으로 부터 실행에 필
요한 부분을 물리 메모리에 대해서 가능한
(메모리에 들어가는한) 일관해서 Swap
주기억장치와 CPU 사이에 매우 속도가 빠른 소량의 기억
장치를 두고 여기에 자주 사용되는 주기억장치의 일부 영
역만을 저장하는 것.
적중률 – 캐시메모리를 참조한 횟수와 적중한 횟수로 나타
내어진다.
캐시메모리와 적중률의 관계는?
-DMA (Direct Memory Access)
“직접 기억장치 엑세스”
-CPU를 사이에 두지 않고 외부 데이터와 메모리
사이에서 데이터 전송을 행하는 것
-디스크 같은 고속 입출력 장치가 사용이 되며 입
출력이 시작된 다음에는 일정한 속도로 데이터
가 전송된다.
RS232
- 일반적인 시리얼통신 규약
- 가장 일반적인 규격으로 1:1 송수신을 행함
최대 전송속도는 20kbps 최대 케이블길이는
6~10m 정도
- 많이쓰이는 MAX232의 경우 RS232의 전용 칩
이 아니라 레벨변환을 위한 칩이라고 생각하면
된다.
- 회선수 3 필요 : Tx, Rx, 접지
RS-422
-RS-232C보다 고속으로 장거리의 데이터 전
송을 할수 있도록 한것.
-1:N 의 수신측 설정가능 N(최대 10)
-최대 전송속도 10Mbps 최대 케이블 길이는
1200m 로 구성
-회선수 4필요 : RXD+,TXD+.RXD-,TXD-
RS485
- RS-422를 더욱 개선한 것으로 최대 32bit 기
기 끼리의 송수신을 행할수 있다.
- N:N의 송수신 가능
- 회선수 2 필요: RXD+- 같이 사용
TXD+- 같이 사용

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