컴퓨터 동작의 기본 개념
컴퓨터 연산 단위
- 비트, 음수의 표현, 바이트, 단어의 개념
- 2진수 연산과 16진수 표현
컴퓨터 조직
- 8086 프로세서, 시스템 버스, 기억 장치, I/O장치
명령어의 실행 개념
- 판독과 기록 사이클
자료의 단위
- 비트(bit)
- 니블(nibble)
- 바이트(byte) : 고유 주소
- 문자(character) : 코드 :
- 단어(word) :
- 항목(item) : 필드, 레코드 구성의 논리적 자료 단위
- 레코드, 파일
- 블록 : 보조 기억 장치와 컴퓨터 내부 사이 전송되는 다수의 레코드의 묶음
진법 및 진법 변환
진법
- 자리수를 정하는 기수법
- 예)
- k진법은 0에서 k-1까지의 숫자로 모든 수를 나타낸다.
- k진법으로 표현된 수를 k진수라고 한다.
소수점이 있는 경우
- 2를 곱한 정수 부분을 오른쪽에 쓰고 소수부분에 다시 2를 곱한다.
- 소수 부분이 없어질 때까지
- 0.375(10) = 0.011(2)
- 2 -> 8, 16 -> 10
- 11000.0101(2) -> 30.24(8) -> 24.3125(10)
정수의 표현
- 가장 왼쪽의 한 비트를 부호 비트로 한다.
음의 정수를 나타내는 방법
- 부호 절대값의 방법
- 2n-1-1 ~ 2n-1-1
- 1의 보수 방법
- 2의 보수 방법
2의 보수 방법의 장점
- 계산 결과가 동일한 2의 보수
- 뺄셈이 덧셈으로 계산
- *CPU의 덧셈에 대한 논리 회로가 뺄셈도 수행 가능
- 0(zero)에 대한 하나의 표현
예)
2-1 = 1
부호 절대치 방법
- 00000010(2) -> 10000001(-1) -> 10000011(-3)
1의 보수 방법
- 00000010(2) -> 11111110(-1) -> 00000000(0)
2의 보수 방법
- 00000010(2) -> 11111111(-1) -> 00000001(1)
4비트에 의한 정수표
바이트의 개념
- 의미를 주는 기억 단위
- 8개의 비트로 구성
- ASCII 코드 - 각 문자에 번호를 붙여 놓은 것
- 01000001 = 1바이트 - 8비트
- 'A' = 65(10) = 01000001(2) = 41(16)
단어(Word)의 개념
- 자료를 처리하는 기본 단위
- 컴퓨터에 따라 정의
- 1단어 = 8, 16, 32, 64 비트
- BUS나 register와 밀접한 관계
2진수의 연산 규칙
- 1 + 1 = 10
- 1 + 0 = 1
- 1 * 0 = 0
- 1 * 1 = 1
- 1 - 1 = 0
- 10 - 1 = 1
데이터의 16진수 표현
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
1(10) = 1(16)
13(10) = (D)
== 1D(16)
컴퓨터의 조직
마이크로 프로세스 내부 구조
레지스터
- 자료의 임시 저장소
- 범용 레지스터, 세그먼트 레지스터, 명령어 포인터, 인덱스 레지스터
- 8086/8088 - 16비트 레지스터 14개
- 펜티엄 프로세스 - 32비트 레지스터 10개 + 16비트 세그먼트 레지스터 6개
시스템 버스
- 프로세서, 기억 장치, 입출력 장치 - 버스라 불리우는 신호선을 통해 결합
- 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스
- 주소 버스 - 기억 용량의 크기 결정
- 데이터 버스 - 한 사이클 시간에 읽어 올 수 있는 데이터양 결정
제어 버스
- MEMR(Memory Read)
- MERW(Memory Write)
- IOR(I/O Read)
- IOW(I/O Write)
- UBE(Upper Byte Enable)
- 주소 신호는 메모리와 입출력 포트에 공용으로 사용
주 기억 장치
컴퓨터 동작의 판독 사이클
컴퓨터 동작의 기록 사이클
명령어의 실행 단계
명령어의 실행 속도
- 한 명령어가 실행되는 시간은 명령어 호출, 명령어 해독, 데이타 호출, 실행 시간을 말한다.
- fetch time(I-time) : 명령어 호출 시간
- execution time(E-time) - 명령어 해석해 데이타 인출하고 연산 수행하는 시간
- instruction cycle = I-time + E-time
- MIPS(Million Instruction Per Second 결정 요소 - 사이클 시간, 데이타 버스 크기, 레지스터 크기, 논리 연산 장치 크기, 명령어 크기
기억장치 관리 방법
선형 기억장치 관리
- 주소를 선형으로 배열
- 논리주소 = 물리 주소
- M68000 프로세서 등
세그먼트 기억장치 관리
- 기억장치를 세그먼트로 구분
- 논리주소 != 물리 주소
- 물리주소 = 논리주소 + 세그먼트 번호
- 인텔 프로세서
선형기억장치 관리 형태
세그먼트 기억장치 관리형태
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