컴퓨터 구조
- CPU
- 주 기억 장치(메모리)
- 보조 기억 장치
- 입출력 장치
CPU
-
ALU(Arithmetic Logic Unit) : 산술 논리 연산 장치
비교, 판단, 연산 -
CU(Control Unit) & 내부 버스
스케쥴 제어 (스케쥴링)
명령어 해석과 올바른 실행을 위해 CPU를 제어 -
Register
명령어 저장 -
L1 캐시 메모리
처리 속도 향상
Register
프로세서에 위치한 고속 메모리
프로세서가 바로 사용할 수 있는 데이터를 담고 있는 영역
-
범용 레지스터
연산에 필요한 데이터, 결과를 임시 저장 -
특수 목적 레지스터
-
MAR (메모리 주소 레지스터)
주 기억 장치의 주소를 저장 -
IR (명령어 레지스터)
실행 중인 명령어 저장 -
MBR (메모리 버퍼 레지스터)
주 기억 장치에서 읽어온 데이터나 저장할 데이터 저장
-
AC (누산기)
연산 결과 저장
-
CU
-
제어부
명령어를 순서대로 호출, 해독
-> 제어 신호 발생
-> 각 장치를 동작 -
내부 버스
CPU, 메모리, I/O 등 제어부 사이를 연결
ALU
산술 연산과 논리 연산을 계산하는 디지털 회로
CPU 사이클
- IR 내부, 명령어를 모아놓은 PC(Program Counter)에서 명령어 인출
- 인출한 명령어의 opcode에 따른 Register 준비 (Decoding)
- 실행
- 반영
CPU 성능
클럭 주파수가 빠를수록, 코어가 많을수록 성능이 크다.
메모리
- CPU : Regitser
- 주 기억 장치 : SRAM(캐시 메모리), DRAM(메인 메모리)
- 보조 기억 장치 : HDD
L2, L3 캐시 메모리
- 속도: 매우 빠름
- CPU와 별도
- 메인 메모리와 CPU 간의 속도 차이를 극복하기 위해 사용
MM - L2, L3 - Register
주 기억 장치
MM = 주 기억 장치 = RAM(Random Access Memory)
- 휘발성
- 주로 DRAM을 의미
- 모든 프로그램은 메모리의 일부 사용
SRAM & DRAM
-
SRAM (Static RAM) : 정적 메모리
-
시간이 지나도 저장된 데이터가 사라지지 않음
-> 주기적으로 재활성화(다시 저장)가 필요하지 않음 -
휘발성
전원이 꺼지면 데이터가 사라짐 -
속도 빠름, 가격 비쌈
-
-
DRAM (Dynamic RAM) : 동적 메모리
-
시간이 지나면 저장된 데이터가 사라짐
-> 주기적으로 재활성화가 필요함 -
휘발성
-
대용량의 기억장치에서 사용
-
가격이 비교적 쌈
-
주로 RAM은 대부분 DRAM을 의미
-
보조 기억 장치
- 데이터와 프로그램 반영구적으로 저장
- 비휘발성
메모리 구조
-
하버드 구조
명령어 메모리, 데이터 메모리를 분리하여 사용하는 구조
-
장점
- 역할이 나뉘어져 속도가 빠름 -
단점
- 구성이 많아서 비쌈
- 복잡한 구성으로 고장날 확률이 높음
-
-
폰 노이만 구조
하나의 메모리를 사용하는 구조
- 단점
- 메모리가 하나이기 때문에 버스도 하나 -> 병목현상이 일어남
- 단점
M1, M2
CPU와 여러 요소를 합쳐 만든 칩, 통합 메모리 구조
-
장점
- CPU의 효율 극대화 -
단점
- RAM 추가 등 자유도가 떨어짐- 정해진 형태로만 메모리 간에 통신하기 때문에 일부 프로그램이 동작하지 않을 수 있음
