1. 컴퓨터 시스템 개요

1.컴퓨터의 기본구조

실제 연산의 실체는 하드웨어에서 이루어지고, 우리는 '어떻게 하드웨어에 원하는 명령을 전달하는가' 이것이 주요 관점이다.

 

컴퓨터의 기능을 한마디로 프로그램 코드를 정해진 순서대로 수행하는 것이다.

이 목표는 데이터를 Read, Processing, Store 함으로써 모든 것이 이루어진다.

 

 

2. 컴퓨터의 기본적인 구성요소들

1. CPU

- 프로그램의 실행과 데이터 처리 라는 중추적인 기능을 수행한다

2. 기억장치

- 기억장치에는 주기억장치와 보조저장장치가 존재한다.

3. 입출력 장치(I/O device)

- 사용자와 컴퓨터의 상호작용을 위한 장치들, device controller를 통해 CPU에서 제어한다.

 

후에 공부하게 될 내용이 모두 CPU, 메모리, I/O 장치에 대해 자세하게 다루는 내용이라 간단히 적고 넘어간다. 

 

3. 정보의 표현과 저장

컴퓨터를 공부하지 않아도, 기계어가 0,1로 이루어진 2진수의 표현이라는 것은 모두가 안다.

우리가 쓰는 자연어, 고급 프로그래밍 언어가 기계어로 번역되는 과정에서 어셈블리 언어를 거쳐 번역되는 것은 모르는 사람이 꽤 많았던 걸로 기억한다.

어셈블리 언어가 사람이 이해할 수 있는 가장 작은 단위라고 생각하자. ADD A, X LOAD A, Y 와 같은 형식으로 이루어지고

대게 CPU의 레지스터가 같이 낑겨서 명령어가 작성된다.

고급언어가 기계어로 번역되는 과정

기계어와 어셈블리 언어로 번역에 관여하는 소프트웨어들이다.

컴파일러를 통해 어셈블리언어로 바꾸고 어셈블러를 통해 기계어로 번역한다.

컴파일러의 하위에 어셈블러가 있는 것 같지만 항상 그렇지도 않다. 컴파일러에서 바로 기계어로 번역하는 경우도 있다고 한다.

 

기계어의 형식

"기계어 2진수라 알지도 못하는데 무슨 형식이냐" 할 수 있는데, 이정도는 알면 cpu의 명령어 처리 과정을 이해하는데 도움이 된다.

 

기계어는 OP code + operand 의 조합이다.

OPcode 는 Operation Code의 약자로 명령어 부분이다. 산술연산부터 논리연산 등이 해당한다.

 

operand는 연산에 사용될 데이터, 혹은 그 데이터가 저장되어 있는 기억장치의 주소이다. 

이 기억장치의 주소 라는 말이 중요한 것 같다. 

 

4. 시스템의 구성

CPU와 메모리 등 다른 컴퓨터를 구성하는 하드웨어 간의 정보 통로이다.

각각 이름 그대로 주소버스는 주소를 데이터는 데이터 , 제어 버스는 제어 신호를 전달한다.

다른 버스는 모두 양방향성 이지만 주소버스는 CPU에서 외부로 나가기만 하는 단방향성이다.

CPU가 연산을 위해 주소에 접근하는 동작은 가능 하지만 그 역은 필요하지도 않고, 가능하지도 않다.

CPU와 기억장치에 관여하는 버스들