중앙처리장치와 주기억장치

중앙처리장치와 주기억장치

 

I. 중앙처리장치 

1. 중앙처리장치의 정의와 구성

중앙처리장치의 정의

Central Processing Unit 으로 CPU라고 흔히 말합니다. 사람의 두뇌와 같이 컴퓨터 시스템에 부착된 모든 장치의 동작을 제어, 명령을 실행하는 장치입니다.

중앙처리장치의 구성

중앙처리장치는 작게는, 제어장치(Control Unit), 연산장치(ALU, Arithmetic & Logic Unit)을 말하며, 크게는 주기억장치와 레지스터를 포함합니다. 제어장치는 컴퓨터 장치들의 동작을 지시, 제어하는 장치이고, 연산장치는 제어장치의 명령에 따라 실제로 연산을 수행하는 장치를 말합니다. 주 기억장치에는 ROM(Read Only Memory)와 RAM(Random Access Memory) 가 있습니다. 레지스터란, 임시 기억장치를 말합니다.

플립플롭이란, 1bit를 기억할 수 있는 기억 소자를 말합니다. 따라서, 레지스터는 플립플롭의 집합이라고 할 수 있습니다.

CPU의 설계방식에 따른 분류

중앙처리장치의 성능을 나타내는 단위

2. 제어장치(Control Unit)

제어장치란, 컴퓨터에 있는 모든 장치들의 동작을 지시하고 제어하는 장치를 말합니다. 그 제어장치의 구성요소에는, 프로그램 카운터(PC), 명령 레지스터(IR), 명령해독기(Decoder), 부호기(Encoder), 메모리 주소 레지스터(MAR-Memory Address Register), 메모리 버퍼 레지스터(MBR-Memory Buffer Register)가 있습니다. 이 각 제어장치의 기능은 다음과 같습니다.

3. 연상장치 (ALU, Arithmetic & Logic)

연상장치란, 제어장치의 명령에 따라 실제로 연산을 수행하는 장치를 말합니다. 연상장치에는 가산기, 보수기, 누산기, 데이터 레지스터, 상태 레지스터, 인덱스 레이스터가 있습니다.

가산기 (Adder) 는 덧셈을 하는 장치인데, 가산기에는 반가산기와 전가산기가 있습니다. 보수를 이용한 감산기 승산기, 제산기

누산기 (Accumulator) 연산의 결과를 일시적으로 기억하는 레지스터입니다.

Data Register 연산에

상태 레지스터는 연산중 발생하는 CPU의 상태를 기억하는 레지스터

II. 주기억장치

1. ROM (Read Only Memory)

  1) ROM의 특징

     - 기억된 내용을 읽을 수만 있는 기억장치, 일반적으로 쓰기가 불가능합니다. 컴퓨터 부팅을 하고나면 까만 바탕이 나오고 윈도우 바탕화면이 나오는데, 부팅 직전의 상태를 POST (Power On System Test - 자체 진단 프로그램) 라고 하는데, 이때 사용되는 메모리가 ROM 입니다.

    - 전원이 꺼져도 기억된 내용이 사라지지 않습니다.

    - 입출력 시스템 (BIOS)나 글꼴 등 변경될 가능성이 적은 데이터를 저장하는데 용이합니다.

  2) ROM의 종류

* 펌웨어 (Firm-Ware) : 펌웨어는 소프트웨어의 특성을 가지고 있지만 ROM에 고정되어 있어 하드웨어의 특성도 가지고 있습니다. 외형적으로는 하드웨어이지만 내형적으로는 프로그램이 내장되어 있습니다. 주로 BIOS 프로그램에 사용되고 있습니다.

2. RAM (Random Access Memory)

  1) RAM의 특징

     - 자유롭게 읽고 쓸수 있는 기억장치입니다.

     - 현재 사용중인 프로그램이나 데이터가 저장되어 있습니다.

     - 전원이 꺼지면 기억된 내용이 모두 사라지는 휘발성 메모리입니다.

     - 일반적으로 주기억장치라고 하면 RAM을 의미합니다.

     - 메모리의 용량이란, 램의 용량을 말합니다. 램의 용량이 커지면 컴퓨터의 성능도 향상됩니다.

  2) RAM의 종류

3. 기타 메모리

출처  : EBS 컴퓨터 활용능력 1급 필기 (박길식 교수님) 강의