[시스템] ③ 컴퓨터 시스템 구성요소(CPU, I/O, 버스) 및 CPU 제어 신호 종류와 기능 정리

 

컴퓨터 시스템의 구성(하드웨어)

 

컴퓨터의 기본적인 기능

 - 프로그램 실행 : 중앙처리장치가 기억장치로부터 프로그램 코드를 읽고 실행

 - 데이터 저장 : 중앙처리장치가 처리된 데이터를 기억장치에 저장

 - 데이터 이동 : 보조기억장치에 저장되어 있는 프로그램과 데이터를 주기억장치로 이동

 - 제어 : 프로그램이 제대로 실행될 수 있도록 각종 제어 신호를 발생

 

1) 중앙처리장치CPU

- 명령어들을 기억장치로부터 인출하여 해독하고 실행

- CPU 구성장치 : 제어장치CU, 산술논리연산장치ALU, 레지스터Register

 

* ALU : 모든 연산자들이 명령에 따라 담겨있음

* 레지스터 : CPU 안의 임시기억장치, CPU의 비트 수만큼 저장할 수 있음

* 기억장치 : 데이터를 저장 예) 주기억장치, 보조기억장치

 

2) 입출력장치I/O

- 컴퓨터 시스템에 모니터와 프린터 등과 같은 여러 장치가 연결되어 사용

- 장치마다 별도의 제어기(Driver) 필요

 

3) BUS

 데이터를 주고받는 통로

 

- 주소 버스 : 중앙처리장치가 기억장치나 입출력장치의 주소정보를 전송하는 신호 선의 집합

    * 주소지정버스, 단방향

- 데이터 버스 : 중앙처리장치가 기억장치나 입출력장치의 데이터를 보내거나 반대로 기억장치나 입출력장치에서 데이터를 읽어 들일 때 데이터를 전송하기 위한 신호 선의 집합

 

   * 마치 고속버스처럼 데이터를 싣고 CPU로

- 제어버스 : 중앙처리장치가 컴퓨터 시스템 내의 장치들의 동작을 제어하기 위한 신호 선의 집합

   * 제어 신호에 따라 제어(CPU가 제어 신호 보냄)

  

 

 

제어 신호의 종류와 기능

 

1) 기억장치 읽기 

 지정된 기억장치 주소에 있는 데이터를 데이터 버스에 싣기 위한 신호

  * 메모리 내용을 버스에 실음

 

2) 기억장치 쓰기

데이터 버스에 있는 데이터를 지정된 기억장치 주소에 쓰기 위한 신호

 * CPU의 내용을 메모리에 저장(데이터버스 데이터를 메모리에)

 

3) 입출력 읽기 

지정된 입출력장치로부터 데이터를 읽어서 데이터 버스에 싣기 위한 신호

 

4) 입출력 쓰기

데이터 버스에 있는 데이터를 지정된 입출력장치로 출력시키기 위한 신호

 

5) 버스 요구

컴퓨터 시스템의 장치가 버스를 사용해야 할 경우 버스 요청을 요구하기 위한 신호

 * 가만히 기다리는 것이 아니고 버스를 쓰겠다는 요구를 해야 함

 

6) 인터럽트 요구

인터럽트가 실행을 위해 대기하고 있음을 나타내는 신호

 

7) 클럭 

컴퓨터 시스템의 각 장치들의 동작을 동기화 시키는데 사용되는 신호 

 

 

 

* 클럭

 - 사람의 맥박과 비슷하게 항상 진행되며 조밀할수록 성능 좋음

 - Synchronalization동기화시 사용

 - 리소스(CPU, 파일, 프로그램 등)가 부족하거나 사용자(장치프로그램)가 자원보다 많을 때, 많은 것이 한꺼번에 요구할 시, 접근·처리순서 결정

 - 클럭이 일정하지 않으면 균형이 깨지고 문제가 발생함