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컴퓨터 하드웨어 관련된 용어를 뽑아 보시오
모니터 키보드 프린터 스피커 마우스 헤드폰 스캐너
마이크 하드디스크(HDD) 플로피디스크(FDD) 사운드카드
CPU
SSD 램(RAM) 캐쉬메모리(Cache) 광학디스크(ODD)
그래픽카드 레지스터(Register) ALU
HDMI 시리얼포트 패러렐포트 프린터포트
USB 버스 SATA IDE (or EIDE) 파워서플라이
PS2 웹캠 BIOS 랜카드
NAS PCI PCI express AGP
메인보드 (마더보드)
모뎀
GPU
DMA 파이프라인
듀얼코어
쿼드코어
SSHD
하드웨어 용어를 이용하여 연결 그림을 그려보시오
1. 컴퓨터의 내적 / 외적 구성 요소를 상세히 그려보시오
- CPU / Motherboard 등의 자료 조사를 통해서 완성해볼 것
- PS2, USB 등 인터페이스도 모두 포함
하드웨어 연결 그림
본체
입력 장치
키보드
마우스
스캐너
출력 장치
모니터
프린터
스피커
마이크
파워서플라이
메인보드
HDDFDD ODD
CPU
ALU 레지스터
캐쉬메모리
헤드폰
SSD
DMA
BIOS
SATAEIDE
RAM
버스
PCI
PCI express
AGP
그래픽카드
랜카드
사운드카드
GPU
HDMIUSB
시리얼포트
패러렐포트
웹캠
PS2
Contents
1 컴퓨터 구조
1.1 구성요소
1.2 중앙처리장치
1.3 주기억장치
1.4 대용량저장장치
1.5 버스
2 기계어
3 프로그램 실행
4 연산 명령
5 다른 장치와의 통신
6 기타 구조
1.1 컴퓨터 구조: 구성요소
1. 입력장치: 마우스, 키보드, 스캐너 등
2. 출력장치: 모니터, 프린터, 스피커 등
3. 본체: CPU, RAM, HDD, ODD, Video Card, Sound Card …
참고) 경험 삼아서 컴퓨터를 스스로 조립해볼것 !
1.1 컴퓨터 구조: 본체 / 메인보드
1. 메인보드 or 마더보드(motherboard)
2. 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU) / 프로세서
3. 메모리(memory)
4. 버스(bus)
5. 다양한 입출력 인터페이스 카드
A. 비디오카드(GPU)
B. 네트웍카드
C. 모뎀(modem)
D. 사운드카드
E. SCSI 카드 등
1.2 중앙처리장치(CPU)
1. CPU (Central Processing Unit) 구성 요소
A. 연산장치(ALU)와 제어장치
B. 레지스터(register)
범용 레지스터
용도 지정 레지스터
C. 캐쉬 메모리(Cache) : 성능/속도 향상, 고비용
1.2 중앙처리장치(CPU)
1. 산술논리연산장치(ALU, Arithmetic and Logical Unit)
A. 산술연산(+, -, ×, ÷), 논리연산(AND, OR, NOT 등) 수행
2. 제어장치(Control Unit)
A. 명령어 해독, 실행에 필요한 동작을 수행하기 위한 제어신호 발생
3. 레지스터(register)
A. 데이터를 임시 저장하는 기능을 가진 CPU 내부에 있는 고속 기억장치
1.2 프로그램 내장 (stored program) 개념
1. 폰 노이만: 프로그램도 비트 패턴으로 인코딩되어 주기억장치에
저장될 수 있다.
2. CPU는 주기억장치에서 명령들을 읽어와서 실행할 수 있다.
또한 실행될 프로그램을 주기억장치 안에서 쉽게 변경할 수도 있다.
3. 프로그램 내장 개념의 장점과 단점은?
- 장점 : 프로그램을 데이터를 변경하듯이 수시로 바꿀 수 있다.
- 단점 : 폰노이만 병목현상이 일어날 수 있다.
참고) 컴퓨터의 부팅순서 : ROM에서 부팅코드에 의하여 하드디스크의
특정영역(Boot Loader)을 주메모리로 복사 후 순차적으로 실행
1.3 주기억장치(RAM)
1. 주기억장치 (또는 메인메모리)
A. 데이터 저장을 위한 회로
B. 주기억장치 휘발성 및 제한적인 크기
보완하기 위하여 보조기억장치 또는 대용량저장 장치 포함
1.3 주기억장치(RAM)
1. 주기억장치의 장점과 단점
A. 빠른 접근 속도
B. 휘발성, 상대적으로 적은 용량, 높은 비용
2. 대용량저장장치의 장점과 단점
A. 비휘발성, 큰 저장 용량, 낮은 비용, 컴퓨터에서 분리 가능
B. 느린 접근 속도
1.3 주기억장치(RAM)
1. 셀(cell): 주기억장치의 단위
- 대개 한 바이트(byte)에 해당하는 8 비트
A. 최상위 비트(Most significant bit): 메모리 셀의 가장 왼쪽(상단) 비트
B. 최하위 비트(Least significant bit): 메모리 셀의 가장 오른쪽(하단) 비트
C. MSB: 2진 체계에서 1비트 변화(0 ↔ 1)는 128의 값이 차이를 나타내므로
중요도가 매우 높은 비트
D. LSB: 2진 체계에서 1비트 변화(0 ↔ 1)는 1의 값이 차이를 나타내므로 중
요도가 낮은 비트
1.3 컴퓨터 구조: 주기억장치(RAM)
1. 주소: 주기억장치 안의 셀을 식별하는 고유한 이름
A. 이 이름은 실제로는 숫자
B. 이 숫자들은 0에서 시작하는 일련번호
C. 이 방식으로 셀들에 번호를 지정하여 메모리 셀에 순서 부여
2. 주소에 따라 배열된 메모리 셀 (그림)
참고) 8비트 컴퓨터,
16비트 컴퓨터,
32비트 컴퓨터의 주소범위
1.3 기억장치 용어 및 용량
1. RAM(Random Access Memory, 임의 접근 메모리):
임의의 순서로 셀들에 접근할 수 있는 메모리
2. DRAM (Dynamic RAM, 동적 메모리):
휘발성 (volatile) 메모리로 이루어진 RAM
3. ROM(Read Only Memory):
비휘발성 (nonvolatile) 메모리로 임의 Writing이 불가능
접근 속도가 느림
예) ROM, PROM, EPROM – CMOS(BIOS)에 활용
1.3 기억장치 용어 및 용량
1. Kilobyte: 210 바이트 = 1024 바이트
A. Example: 3 KB = 3 × 1024 바이트
B. “kilo” 대신 “kibi”를 사용하기도 함
2. Megabyte: 220 바이트 = 1,048,576 바이트
A. Example: 3 MB = 3 × 1,048,576 바이트
B. “mega” 대신 “mebi”를 사용하기도 함
3. Gigabyte: 230 바이트 = 1,073,741,824 바이트
A. Example: 3 GB = 3 × 1,073,741,824 바이트
B. “giga” 대신 “gibi”를 사용하기도 함
4. Terabyte: 240 바이트 = ? 바이트
A. Example: 1 TB = 1,024 × 1 Gigabyte
참고) 저장장치 MB = Mbytes, 통신분야 MB = Mbps
1.4 대용량 저장장치(Mass Storage)
1. 온라인 저장장치와 오프라인 저장장치
A. 온라인 장치: 장치가 컴퓨터에 연결되어 사람의 개입 없이 접근할
수 있을 경우 온라인 장치
B. 오프라인 장치: 사람의 개입을 통하여 접근이 가능한 경우 오프라
인 장치
2. 대개 주기억장치보다 크다
3. 대개 주기억장치에 비해 휘발성이 낮다
4. 대개 주기억장치보다 느리다
1.4 대용량 저장장치(Mass Storage)
1. 자기 저장장치 (Magnetic)
A. 자기 코팅 매체에 대해 자성(N/S)을 활용
B. 디스크: 3.5inch, 2.5inch 등
C. 테이프: DAT(4mm, 8mm), DLT
2. 광학 장치 (Optical)
A. 레이저 빔의 반사표면 불규칙성을 활용
B. CD
C. DVD
3. 플래시 드라이브(Flash Drive)
A. 전자를 가두어두는 전자 회로 특성을 활용
B. MicroSD, Compact Flash (CF), SD, Memory Stick, …
1.4 디스크 저장장치
1. 디스크 실린더의 구조
A. HDD의 용량 = 실린더 수 * 섹터수 * 트랙수
B. HDD 대표 브랜드?
1.4 CD 저장장치
1. CD-DA: Compact Disk for Digital Audio
나선형으로 회전
참고) CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW
질문) HDD 실린더와의 차이점?
1.5 컴퓨터 구조: 버스(BUS)
1. 주소 버스(address bus)
A. CPU가 기억장치나 입출력장치의 주소
정보를 전송하는 신호선의 집합
B. 단방향 버스(uni-directional bus)
2. 데이터 버스(data bus)
A. CPU가 기억장치나 입출력장치의 데이터
를 보내거나 반대로 기억장치나 입출력
장치에서 데이터를 읽어 들일 때 데이터
를 전송하기 위한 신호선의 집합
B. 양방향 버스(bidirectional bus)
3. 제어 버스(control bus)
A. CPU가 컴퓨터 시스템 내의 각종 장치들
의 동작을 제어하기 위한 신호선의 집합
1.5 컴퓨터 구조: 버스(BUS)
1. 버스는 장치들과 공유함
CPU, HDD, FDD, ODD, VGA, RAM,
LAN Card, USB, Ports 등
2. 공유로 인한 문제점은?
