컴퓨터의 구조 (Anatomy of a Computer)

 

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컴퓨터의 구조 (Anatomy of a Computer)

컴퓨터 하드웨어를 구성은 다음의 역할을 하는 기기들을 포함한다.

• 입력 (Input)
• 프로세싱 (Processing)
• 데이터 저장 (Data storage)
• 출력 (Output)

 

Image from Cengage

 

프로세서 (Processor)

CPU (Central Processing Unit) 구성

• 산술/논리 장치 (arithmetic/logic unit), 제어 장치 (control unit), 레지스터 (register areas)로 구성되어 있다. 
• 명령을 일정한 순서로 배열하고, 실행하는 컴퓨터 파트이다.

 

메모리 (Memory)

• 프로그램 명령과 데이터를 담기위한 작업소 (working storage area)를 프로세서에게 제공한다.

 

입력/출력 기기 (Input/output devices)

• 컴퓨터에게 데이터와 명령을 제공하고 그 것으로부터의 결과를 받는다.

 

명령을 완성하는 단계에는 두 가지가 있으며, 네 개의 스텝으로 나누어진다.

• 명령 단계 (The instruction phase)
  • 페치 명령 (fetch instruction)
  • 디코드 명령 (decode instruction)

• 실행 단계 (The execution phase)
  
  • 실행 명령 (execute instruction)
  • 결과 저장 (store results)

 

첫 명령 단계에서는, 프로그램의 명령들과 필수적인 데이터들이 프로세서에 의해 읽히게 되고, 그 다음으로 중앙 프로세서가 어떤 일을 해야 하는지 알 수 잇도록 CPU 제어 장치가 명령을 해석한다.

 

실행 단계에 진입하면, 산술/논리 장치가 어떻게 명령을 수행해야 하는지 알게되어 산술 혹은 논리 연산을 수행한다.

마지막으로 결과들이 레지스터나 메모리에 저장된다. 

 

이 모든 과정은 명령 주기 (insturction cycle or machince cyle)이라고 불려진다.

명령 단계와 실행 단계 모두 한 머신 사이클에서 동작한다.

 

Image from ComputerHope

 

클럭 속도 (Clock Speed)

• 기계의 사이클 시간에 미리 예정된 속도를 생산하여 영향을 미치는 일련의 전자 기기 맥박이다.
• 보통 기가헤르츠(gigahertz, GHz)로 측정되며, 기가헤르츠는 1초당 10억번의 사이클을 의미한다.
• 오늘 날 많은 컴퓨터들은 1에서 4 정도의 기가헤르츠 범위에서 운영된다.