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컴퓨터정보

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인터럽트에 대해 알아보자 인터럽트의 개념은 정산적인 프로그램 실행 순서를 벗어나 발생하는 문제를 처리합니다. 즉 언제 발생할지 모르는 비동기적인 사건을 처리하는 방법입니다. 예를 들어 입출력 과정에서 언제 입출력 데이터가 준비될지 알 수 없으며 이를 CPU가 계속 검사하는 방법은 좋지 않습니다. 따라서 입출력 준비 상태를 인터럽트를 이용하여 알리는 방법을 일반적으로 사용합니다. 인터럽트가 요청되면 CPU는 현재 실행하고 있는 프로그램을 중단하고 요청된 인터럽트에 대한 서비스 프로그램으로 분기하여 필요한 조치를 취합니다. 인터럽트에 대한 서비스가 끝나면 인터럽트가 발생한 초기의 위치로 복귀하여 프로그램을 계속 실행합니다. 1. 인터럽트 종류1) 외부 인터럽트입출력 장치, 타이머, 전원 등 외부적 요인으로 발생하며 예를 들면..

DMA(Direct Memory Access) 란? 1. DMA 제어기DMA 제어기는 다음과 같은 목적으로 만들어졌습니다.① I/O 장치가 직접 기억 장치 버스를 관리하도록 하여 기억 장치와 주변 장치 사이에 직접 입출력합니다.② 전송 속도의 개선과 CPU 시간을 효율적으로 이용할 수 있습니다.③ DMA 전송이 행해지는 동안 CPU는 기억 장치 버스를 제어하지 못하고 정지하고 있습니다.④ DMA 제어기가 기억 장치 버스의 사용을 요청하면 CPU는 버스 제어권을 넘기고, DMA 제어기가 버스를 제어하여 CPU의 개입 없이 기억 장치와 직접 전송할 수 있습니다. DMA 제어기는 CPU와 I/O 장치 사이의 데이터 전송을 위한 인터페이스와 주소 레지스터, 워드 카운트 레지스터 등으로 구성됩니다. 주소 레지스터는 기억 장치와 직접 통신하기 위해 사용..

데이터 전송 입출력 방식 데이터 전송 입출력 방식의 종류① 프로그램에 의한 입출력 방식② 인터럽트에 의한 입출력 방식③ Direct Memory Access에 의한 입출력 방식④ 채널(IOP)에 의한 입출력 방식프고름애에 의한 입출력 방식은 기억 장치에 저장된 입출력 명령에 의해 이루어집니다. 데이터 전송은 프로그램 명령에 의해 시작되며 누산기와 같은 레지스터와 주변 장치에 의하여 전송됩니다. 프로그램에 의한 데이터 전송은 언제 전송이 가능한지 CPU가 항상 주변 장치의 플래그를 감시해야 합니다. 프로그램에 의한 전송에서 CPU는 입출력 준비 상태가 될 때까지 기다려야 하므로 많은 시간을 낭비합니다. 이와 같은 단점은 인터럽트를 이용하면 개선할 수 있습니다. 인터럽트에 의한 I/O에서 CPU는 다른 프로그램을 실행하고 ..

데이터 전송 개념과 방식 데이터를 주고받는 두 장치에서 사용하는 클락의 특성에 따라 동기 전송 방식과 비동기 전송 방식으로 구분할 수 있습니다. ① 동기 전송 방식: 두 장치는 공통 클락을 이용하여 전송합니다. 예를 들어 컴퓨터의 내부 동작은 클락에 의해 동기 하기 때문에 레지스터 간의 전송은 동기 전송이라고 할 수 있습니다.② 비동기 전송 방식: 두 장치가 자신의 클락을 이용하여 전송한다. 예를 들어 CPU와 입출력 장치간의 전송은 비동기 전송입니다. 비동기 전송 방식에는 전송 시간을 알리기 위해 저어 신호를 교환해야 하는 특징이 있습니다.③ 병렬 전송: 한번의 1개의 워드를 전송할 수 있는 회선을 이용하며 전송할 워드를 동시에 전송합니다. 따라서 짧은 거리에서 고속으로 전송할 때 사용합니다.④ 직렬 전송: 한 쌍의 선을 이용..

입출력 장치를 알아보자 특정한 주변 장치가 컴퓨팅 시스템에 의해 직접 제어되는 상태를 온라인으로 연결되었다고 하며 이 같은 장치는 컴퓨터 명령에 따라 기억 장치로 정보를 직접 전송합니다. 따라서 컴퓨터에 연결된 입출력 장치에는 키보드, 디스플레이 장치, 프린터 등이 있으며 이를 주변 장치라 합니다. 또한 보조기억 장치인 마그네틱 테이프나 디스크도 주변 장치로 사용하고 있습니다. 컴퓨팅 시스템의 입출력 장치 구조는 컴퓨터의 성능이나 연결된 장치에 따라 구조가 서로 다릅니다. 따라서 주변 장치와 통신을 하기 위한 시스템 처리 능력과 연결되어 있는 주변 장치의 규모에 의해 대형 시스템과 소형 시스템을 구분할 수 있습니다. 입출력 인터페이스컴퓨팅 시스템에 연결된 주변 장치들이 입출력 동작을 하려면 다음과 같이 컴퓨터와 각 주변 ..

가상 기억 장치 가상 기억 장치란 사용자가 보조기억 장치 용량에 해당하는 기억 공간을 갖고 있는 것처럼 생각하고 프로그래밍할 수 있도록 하는 개념입니다. 가상 기억 체제는 컴퓨터가 보조기억 장치에 비해 기억 용량이 적은 주기억 장치를 갖고 있지만 프로그래머에게는 매우 커다란 기억 장치를 갖고 있는 것처럼 인식하도록 합니다. 기법은 프로그램의 주소를 실제 주 기억 장치의 주소로 변환하는 방법이 필요하고 이는 프로그램이 CPU에 의해 실행되고 있는 동안 동적으로 행해집니다. 다시 말하면 프로그래머가 사용할 수 있는 주소 공간의 확대가 목적으로 보조기억 장치의 용량을 주기억 장치의 용량으로 보이도록 하는 기법으로 하드웨어와 소프트웨어의 결합체입니다. 주기억 장치와 보조기억 장치가 계층 구조를 이루고 있어며 컴퓨터 이용의 확대..

기억 장치의 계층 구조 1. 개념 및 필요성기억 장치를 접근속도 및 경제적으로 실현하기 위해 계층 구조로 나눕니다. 예를 들어 기억 장치의 용량이 커질수록 2진 정보를 저장하기 위한 비트당 비용은 감소하지만 접근시간은 길어집니다. 기억 장치 계층 구조를 보면 보조기억 장치는 주기억 장치에 비해 가격이 싸며 용량이 크고 캐시는 가격이 비싸고 용량도 작지만 접근 속도가 빠릅니다. 그러므로 즉시 사용할 정보는 소용량의 고속기억 장치에 저장하고 나머지는 대용량의 지속 기억 장치에 저장하도록 한다면 비교적 싼 비용으로 대용량의 기억 장치를 만들 수 있습니다. 이와 같이 기억 장치 계층 구조의 목적은 기억 장치 시스템의 가격을 최소화하면서 최대의 성능을 얻기 위해 가능한 최고의 평균 접근 속도를 얻고자 함에 있습니다. 2. 기억 장..

기억 장치란 무엇일까? 기억 장치는 주기억 장치와 보조기억 장치로 분류합니다. 주기억 장치는 CPU와 직접 데이터를 주고받는 기억 장치이며 CPU가 현재 사용하고 있는 데이터와 정보를 저장합니다. 보조기억 장치에는 이를 제외한 모든 정보가 저장되어 있으며 필요에 따라 주기억 장치에 전송하여 처리합니다. 1. 주기억 장치컴퓨터가 실행하는 데이터와 정보 그리고 응용 프로그램을 저장하는 기억 장치이며 random access한 특징이 있습니다. 현재 주기억 장치는 RAM으로 구성하며 일부를 ROM으로 구성합니다. RAM은 ROM에 비해 R/W가 가능하기 때문에 변경할 가능성이 있는 프로그램이나 데이터를 저장하여 ROM은 영구적으로 정보를 저장하는 특징이 있습니다. 1) 기억소자(1) RAMRAM은 전원이 꺼지면 저장한 ..

제어 장치에 대해 알아보자 제어 장치는 CPU가 실행할 수 있는 명령어 집합에 따라 CPU 내부에서 각 명령어의 실행을 제어하고 관리하기 위한 장치이며 명령어의 실행 단계별로 필요한 제어 신호를 발생합니다. 이러한 제어 장치의 기본적인 동작은 명령어 주기 동안에 발생하는 일련의 마이크로 연산을 실행합니다. 즉 제어 장치는 실행할 명령어를 기초로 하여 적절한 순서로 일련의 마이크로 연산을 CPU가 작업할 수 있도록 순서 제어와 각 마이크로 연산을 실행시키는 장치입니다. 이에 따라 제어 장치는 내부적으로 순서 제어와 실행 제어를 위해 필요한 논리 회로를 갖고 있어야 합니다. 제어 장치에서 명령어들의 실행 과정을 단계별로 제어하고 관리하기 위해 생성되는 제어 신호들의 기능에는 각 명령어의 실행 단계를 위한 순차적 제어 클락 생성, ..

레지스터란 무엇인가? CPU 내부에서는 여러 가지 장치 간에 수많은 작업이 고속으로 이루어지고 있습니다. 산술 연산의 경우 다음 계산의 진행을 위해 이전의 결과를 임시 보관해야 할 필요가 많을 것입니다. 또한 조건문을 처리하는 경우 조건 수식의 연산 결과에 대해 여러 가지 가능성을 두고 그에 따른 해당 작업이 미리 정해져 있으므로 이를 위해 그 결과를 각 단계 별로 보관할 필요도 있을 것입니다. 이와 같이 레지스터는 CPU에서 필요한 데이터를 임시 보관하는 역할을 하는 소비자들의 모임을 의미합니다. 레지스터는 전용 레지스터와 범용 레지스터로 구분할 수 있는데 전용은 CPU의 명령어 실행을 위해 제어 장치에 의해 사용되며, 범용은 일반적인 정보를 명령에 의해 지정하여 사용할 수 있습니다. 1. 범용 레지스터GPR은 작..

CPU 명령어 종류를 알아보자 2장 지난 CUP 명령어 종류 1장에서 다룬 3가지에 이은 남은 5가지 정보입니다. 이전 글은 왼쪽에 위치한 해당 링크로 이동하여 확인할 수 있습니다. 4) 레지스터 주소 지정 방식레지스터 주소 지정 방식은 CPU내의 레지스터가 명령어에 따라 지정되는 방식으로 해당 레지스터에 실제 데이터가 기억되어 있으므로 직접 주소 지정 방식과 유사합니다. 직접 주소 지정 방식과의 차이점은 주소 필드가 참조하는 것은 기억 장치가 아니라 레지스터라는 점입니다. 전형적으로 레지스터를 참조하는 주소 필드는 참조될 범용 레지스터에 3비트 또는 4비트를 할당합니다. 레즈스터 주소지정 방법의 특징은 기억 장치 참조가 필요 없으며 레지스터의 접근 시간이 기억 장치를 접근하는 것보다 훨씬 짧다는 것을 들 수 있습니다. 즉 레지스..

CPU 명령어 종류를 알아보자 1장 일반적으로 명령어 형식의 동작 코드에 따라 명령어의 종류에는 데이터 전송 명령어 데이터 처리 명령어 및 프로그램 제어 명령어가 있다. 데이터 전송 명령어는 내용의 변경 없이 한 장소에서 다른 장소로 데이터를 옮기기만 하는 명령으로 기억 기능 및 입출력 기능을 가지고 있습니다. 데이터나 정보를 레지스터와 메모리 사이에서 또는 메모리에서 레지스터로 옮기는 것을 로드, CPU에서 메모리로 옮기는 것은 스토리라 하고 레지스터 간의 이동에는 무브 두 레지스터 사이에서는 익스체인지, 레지스터와 입출력 장치 사이에는 인풋과 아웃풋, 레지스터와 스택 사이에서 스택에 저장하는 경우는 푸시이며 스택에서 인출하는 경우는 팝으로 나타냅니다. 데이터 처리 명령어는 모든 컴퓨터의 동작의 주체로 연산 기능을 가지며 4칙 연산 및 ..

CPU 관련 정보를 알아보자 2장 명령어 형식동작코드의 종류에는 CPU에 따라 그 개수나 유형에 있어서 큰 차이가 있으나 일반적으로 레지스터 사이 또는 레지스터와 주기억 장치 사이의 데이터 전송을 위한 데이터 전송 코드, 수치 데이터에 대한 산술 계산을 수행하는 산술 코드, 비수치 데이터에 대한 논리 계산을 수행하는 논리 코드, 프로그램의 실행 순서를 변경하는 제어 전송 코드, 레지스터 또는 주기억 장치와 외부 입출력 장치 사이의 데이터 전송을 위한 입출력 코드 등이 있습니다. 일반적으로 명령어에 포함된 피연산자의 개수는 CPU의 구조를 설계하는데 중요한 요소 중의 하나입니다. 산술 또는 논리 명령어는 피연산자가 하나인 단항 연산자이거나, 피연산자가 2개인 이항 연산입니다. 따라서 2개의 피연산자를 지정하기 위해서는 명령어 내에 2..

CPU 관련 정보를 알아보자 1장 1. CPU 개요프로그램 내장형 컴퓨팅 시스템에서 컴퓨터에 의해 수행되는 가장 기본적인 작업은 프로그램 실행 기능입니다. 이러한 프로그램 실행 기능은 CPU에 의해 이루어지며 CPU는 주기억 장치의 프로그램에 의해 기술한 명령어를 실행하여 실질적인 작업을 실행하게 됩니다. CPU는 산술 논리 연산, 데이터 처리, 그리고 내부 장치를 제어하기 위해 다수의 명령어를 가지고 있으며, CPU의 동작은 일정한 명령어에 의해 결정됩니다. 이에 따라 CPU의 내부 구조는 정의된 기계 명령어를 보다 효율적으로 실행할 수 있도록 구성합니다. CPU 내부에는 가장 중요한 구성 요소로 레지스터, 산술 논리 연산 장치, 제어 장치, 버스접속 장치 등이 있습니다. 레지스터는 CPU의 연산 과정에서 데이터의 임시 보관을..

데이터 표현 개요 2장 문자형 데이터 표현문자는 숫자, 알파벳 문자, 특수문자로 구성된 집합의 한 원소를 말합니다. 컴퓨팅 시스템마다 문자 집합은 서로 다르며 여러 개 합쳐진 문자를 문자열이라고 합니다. 문자가 기억 장소에 저장되는 단위는 바이트이며 1바이트에 한 문자씩 저장할 수 있습니다. 단 한글의 경우 2바이트에 하나의 문자를 표현할 수 있습니다. 문자형 데이터 표현은 컴퓨터 내부에서 영문자(대문자+소문자) 52자, 숫자 10자, 한글 2350자(ksc 5601), 한자4880자, 특수문자 등 기타 문자 830자로 표현할 수 있습니다. 정보를 표현하기 위한 기호 체계를 코드라고 하며 커뮤터 내부에서 정보를 표현하는 2진수 "1"과 "0"을 여러 개 조합한 것으로 우리가 일상생활에서 취급하는 데이터 또는 정보와 매핑하..

데이터 표현 개요 1장 컴퓨팅 시스템은 컴퓨터 외부의 데이터를 받아들여 처리하고 컴퓨터가 이해할 수 있는 내부적 표현으로 바꾼 다음 컴퓨터의 기억 장치에 기억시킵니다. 또한 필요에 따라 컴퓨팅 결과를 다시 외부적 표현 방법으로 변환하여 결과를 출력할 수 있습니다. 일반적으로 우리가 사용하는 디지털 컴퓨터는 데이터를 표현하기 위해서 내부에서는 0과 1 두 가지 상태 값을 갖는 비트로 표현할 수 있습니다. 수치 데이터 표현컴퓨터 내부에서 사용하는 수치 데이터는 주로 2진수로 표현하여 저장, 처리됩니다. 또한 우리가 사용하는 10진수와 더불어 8진수, 16진수를 이용하여 표현하기도 하는데 현재 컴퓨터의 기억 장치는 비트로 구성한 2진수를 비트 스트링으로 보관하며 한 비트는 0과 1 두 개의 숫자를 표시하므로 항상 2진법을 ..

컴퓨터의 분류를 구분해 보자 저번 시간에는 사용 목적에 의한 분류에 대해 간략하게 알아보았습니다. 이번 시간에는 다른 방법에 의한 분류를 좀더 자세히 알아보도록 하겠습니다. 1. 데이터 이용 방법에 의한 분류1) 디지털 컴퓨터디지털 컴퓨터는 수치를 0과 1로 표현하는 방식으로 가감승제, 비교 연산 등의 처리 결과를 문자화하여 정보를 나타낼 수 있도록 설계한 컴퓨터입니다. 따라서 연속적으로 데이터를 처리하는 아날로그 컴퓨터와는 달리 비연속적이고 이산적인 데이터의 조합에 의해 표시되는 정보처리 방식을 사용합니다.2) 아날로그 컴퓨터아날로그 컴퓨터는 수치를 물리적인 양으로 표현하여 계산하는 방식을 사용합니다. 디지털 컴퓨터의 데이터는 이산적인 특징을 가지고 있고 아날로그 컴퓨터는 연속적인 데이터를 취급합니다. 따라서 0과 1사..

컴퓨터는 세대별로 어떻게 발전했을까? 제1세 컴퓨터(1951~1958)컴퓨터에 데이터나 명령어들을 저장하기 위해서 진공관을 사용했던 시대를 제1세대 컴퓨터라고 합니다. 이 세대는 전공관을 사용하여 전력소모가 많고 고장이 많았으며 열을 식히기 위한 냉각 장치가 필요했습니다. 부피 또한 매우 크기 때문에 현재의 컴퓨터와 비교가 안 될 만큼의 넓은 공간이 필요했습니다. 결과적으로 제1세대의 컴퓨터는 많은 유지보수 비용에도 불구하고 신뢰도에 문제점을 남기게 되었습니다. 프로그램은 기계어로만 작성을 했으며 소프트웨어보다는 하드웨어 개발에 중점을 둔 시대로서 컴퓨터의 상품화와 실용화가 시작된 시기였다. 이 세대의 대표적인 컴퓨터 기종으로 1951년 제작한 UNIVAC과 IBM 650과 700계열, Burroughs 220 등을 들 수 있고, 주로..

컴퓨터는 어떻게 응용이 될까? 최근 컴퓨터를 중심으로 한 정보 시스템 기술이 눈부시게 발전하고 있는 가운데 다운사이징이라는 개념으로 발전한 컴퓨터의 소형화, 경량화 기술진전은 매우 획기적입니다. 다운사이징이란? 정보 시스템 기초 기술인 IC 기술, 메모리 기술, 네트워크 기술의 발전에 힘입어 컴퓨터의 소형화, 경량화를 시킨 것으로 정보 시스템 전반에 걸쳐 여러 가지 질적인 변화를 가져다주고 있습니다. 이와 같은 변화는 구체적으로 컴퓨터 이용 형태에 있어서는 컴퓨터의 퍼스널화로 END-USER COMPUTING 환경에 대한 추진을 촉구하고, 둘째 시스템 형태에 있어서는 클라이언트 및 서버 환경에 의한 분산처리 도입을 촉진하여 UNIX 운영체제 등을 이용한 개방형 시스템의 구축으로 표면화되고 있습니다. 1. 정보 기술의 개요..

컴퓨터의 역사를 알아보자 1. 기계식 계산기의 시대고대 바빌론에서 계산을 하기 위해 손가락을 사용하여 땅에 적당한 깊이의 작은 구멍을 몇 개 파고 그 안에 조약돌이나 조개껍질 등을 이용하여 나타내고자 하는 수만큼 담아서 표시했습니다. 또는 염주 알이 쓰이기도 했으며 이후 지금도 우리 주변에서 사용은 되지 않지만 어렵지 않게 볼 수 있는 주판으로 발전했습니다. 이 주판이 컴퓨터의 효시라 할 수 있으며 주로 동양에서 많이 사용해 온 데이터처리용 기기였습니다. 또한 지금의 컴퓨터와 비교할 수는 없겠지만 데이터 처리를 위해 개발되었다는 점에서 컴퓨터의 효시로 생각할 수 있습니다. 자동 계산용 기계는 1642년에 프랑스의 파스칼에 의해서 만들어졌는데 파스칼은 세금수금원 아버지를 돕기 위해서 세금계산서의 긴 항목을 더하는 일을 하였습..

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