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컴퓨터 과학과/컴퓨터 구조 6

[컴퓨터 구조] 처리장치

컴퓨터 시스템의 처리 장치와 제어 장치1. 개요컴퓨터 시스템에서 중앙처리장치(CPU)는 컴퓨터의 뇌에 해당하는 핵심적인 구성 요소로, 인간의 신경망과 유사하게 두 가지 중요한 부분으로 나눌 수 있다처리장치(Execution Unit): 데이터를 처리하고 연산을 수행하는 부분이다. 이곳에서 산술, 논리 연산, 데이터 이동, 비교 등의 작업이 이루어진다. 주로 산술논리장치(ALU, Arithmetic Logic Unit)가 이 역할을 수행한다.제어장치(Control Unit): 처리장치가 어떤 순서로 작업을 수행해야 할지 지시하는 역할을 한다. 프로그램의 명령어를 해석하고, 각 명령어가 적절히 실행될 수 있도록 제어신호(control signals)를 처리장치에 보내어 작업의 흐름을 조절한다.이 두 부분이 ..

[컴퓨터 구조] 컴퓨터 명령어

1. 개요컴퓨터 명령어는 컴퓨터가 수행해야 하는 작업을 나타내기 위한 비트의 집합으로 구성되며, 컴퓨터 시스템에서 프로그램이 실행될 때의 핵심 요소이다. 명령어는 중앙처리장치(CPU)가 특정 작업을 수행하도록 지시하는 역할을 한다. CPU는 이 명령어들을 해석하여, 산술 연산, 논리 연산, 데이터 이동, 입출력 작업 등 다양한 기능을 수행한다.디지털 컴퓨터의 경우, 명령어와 그 명령어가 수행하는 데 필요한 데이터는 주기억장치(main memory)에 저장된다. 컴퓨터는 이 명령어들을 하나씩 읽어서 순차적으로 실행하는데, 이를 내장 프로그램(stored-program) 구조라고 한다. 이 구조 덕분에 컴퓨터는 다양한 명령어들을 저장하고 실행하며, 프로그램이 요구하는 복잡한 작업을 처리할 수 있다.컴퓨터 제..

[컴퓨터 구조] 컴퓨터와 디지털 논리회로

1. 논리게이트1-1. AND 연산AND 게이트는 두 개 이상의 입력을 받아 모든 입력이 참(1)일 때만 출력을 참(1)으로 만드는 논리 연산이다. 이를 수식으로 나타내면, 두 입력 A와 B에 대해 AND 연산은 다음과 같이 표현된다.$A⋅B=Y$여기서 Y는 출력값을 나타내며, 입력이 모두 1일 때만 Y는 1이다. 진리표는 다음과 같다.A B A · B (Y)0000101001111-2. OR 연산OR 게이트는 두 개 이상의 입력 중 하나라도 참(1)이면 출력을 참(1)으로 만드는 연산이다. 두 입력 A와 B에 대해 OR 연산은 다음과 같이 수식으로 표현된다.여기서 Y는 출력값을 의미하며, 입력 중 하나라도 1이면 Y는 1이다. OR 연산의 진리표는 다음과 같다.A B A + B (Y)0000111011..

[컴퓨터 구조] 컴퓨터 시스템의 분류

컴퓨터 시스템은 성능, 목적, 사용 환경에 따라 다양한 방식으로 분류될 수 있다. 이번 글에서는 용도, 성능, 규모, 처리 방식, 그리고 특수 목적에 따른 컴퓨터 시스템의 분류를 알아보도록 하겠다.1. 용도에 따른 분류컴퓨터는 사용하는 목적에 따라 범용 컴퓨터와 특수 목적 컴퓨터로 나눌 수 있다.1) 범용 컴퓨터(General-Purpose Computer)범용 컴퓨터는 여러 가지 응용 프로그램을 실행할 수 있는 기능을 가진 컴퓨터로, 다양한 목적을 위해 사용된다. 주로 개인용 컴퓨터(PC)나 서버가 이에 해당된다.예시: 데스크톱 컴퓨터, 노트북, 서버 컴퓨터2) 특수 목적 컴퓨터(Special-Purpose Computer)특수 목적 컴퓨터는 특정한 작업이나 용도를 위해 설계된 컴퓨터이다. 일반적인 계..

[컴퓨터 구조] 컴퓨터 시스템의 주요 구성 요소

1. 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)CPU는 컴퓨터 시스템의 핵심으로, 모든 명령을 해석하고 실행하는 역할을 담당하는 장치이다. 데이터를 처리하고 계산하며, 다른 시스템 구성 요소들과 협력하여 작업을 수행한다. 제어장치, 연산장치(ALU), 레지스터 등으로 구성되어 있다.1) 제어장치(Control Unit)제어장치는 프로그램의 명령을 해석하고, 해당 명령에 따라 다른 하드웨어나 소프트웨어가 어떻게 동작해야 하는지 지시하는 역할을 한다. 이를 통해 명령을 순차적으로 실행하며, 시스템 전체의 흐름을 제어한다.명령어 사이클(Fetch-Decode-Execute): CPU는 기억장치에서 명령어를 읽어오고(fetch), 이를 해석(decode)한 뒤, 그에 맞는 연산을 실행(e..

[컴퓨터 구조] 세대별 컴퓨터의 발전 및 특징

컴퓨터란?컴퓨터는 전자식 데이터 처리 시스템(EDPS: Electronic Data Processing System)이다.데이터를 처리하고 저장하며, 다양한 작업을 수행하는 전자기기이다.컴퓨터 시스템이란?컴퓨터 시스템은 특정 목적을 달성하기 위해 상호작용하는 구성 요소들의 집합이다.이 구성 요소들은 데이터를 입력하고 처리하며, 결과를 출력하는 역할을 한다. 주요 구성 요소는 다음과 같다기억장치(memory): 데이터를 저장하는 장치로, 사람의 뇌와 같다.중앙처리장치(CPU): 데이터를 처리하는 장치로, 컴퓨터의 두뇌와 같다.입력장치(input device): 키보드나 마우스처럼 데이터를 입력하는 장치이다.출력장치(output device): 모니터나 프린터처럼 결과를 사용자에게 전달하는 장치이다.컴퓨터의..

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