컴퓨터 과학 및 기술 연구/컴퓨터 구조

가. 파이프라인 기법 파이프라인 기법은 CPU의 사용을 극대화하기 위해 명령을 겹쳐서 실행하는 방법으로, 하나의 CPU 코어에 여러 개의 스레드를 사용하는 것입니다. 일반적으로는 한 명령어를 처리하기 위해서는 처리 4단계를 모두 마치고 다음 명령어를 실행하지만, 파이프라인 기법에서는 명령어 처리 단계마다 독립적인 구성을 통해 각 단계가 쉬지 않고 명령어를 처리할 수 있습니다. 이를 통해 CPU의 처리량과 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 파이프라인에는 명령어를 가져오는 단계(instruction fetch), 디코딩하는 단계(instruction decode), 실행하는 단계(execution), 그리고 결과를 기록하는 단계(write-back)가 포함될 수 있습니다. 이러한 단계는 동시에 여..

가. 버퍼(Buffer) 버퍼(Buffer)는 시스템 버스와 내부 버스 속도의 차이를 완화하는 방법 중 하나입니다. 시스템 내에서 데이터를 처리하는 속도와 외부 장치나 다른 시스템과 데이터를 주고받는 속도는 서로 다를 수 있습니다. 이런 경우에 버퍼는 임시 저장 공간으로서 작용하여 이러한 속도 차이를 완화합니다. 버퍼는 데이터를 일시적으로 저장하는 메모리 영역으로, 느린 입출력 장치에서 데이터를 읽을 때마다 하나씩 전송하는 것보다 데이터를 일정량씩 모아서 한 번에 전송하는 방식으로 작동합니다. 이렇게 함으로써 전송하는 데이터 양이 많아지고, 효율적으로 데이터를 처리할 수 있습니다. 또한, 버퍼는 데이터의 흐름을 조절하고 데이터 처리의 안정성을 높이는 데에도 도움을 줍니다. 버퍼는 다양한 시스템 및 응용 ..

가. CISC [ Complex Instruction Set Computer ] CISC(Complex Instruction Set Computer)는 다양한 명령어로 구성된 복잡한 명령어 세트를 가진 CPU 또는 마이크로프로세서입니다. CISC 아키텍처는 RISC(Reduced Instruction Set Computer)와 대비되며, 각 명령어가 복잡하고 다양한 기능을 수행할 수 있습니다. CISC의 특징은 다음과 같습니다: 명령어의 다양성: CISC는 다양한 기능을 수행하는 복잡한 명령어 세트를 가지고 있습니다. 이는 한 번의 명령어로 많은 일을 처리할 수 있어서 코드의 밀도를 높일 수 있습니다. 명령어의 가변 길이: 명령어의 길이가 가변적이며, 일반적으로 16~64비트의 범위를 가집니다. 이는 다..

가. 연산 코드 (Operation Code) 연산 코드(Operation Code)는 CPU가 수행하는 연산의 종류를 나타내는 부분입니다. 주로 다음과 같은 네 가지 기능으로 나뉩니다: 연산 기능: 연산 코드는 사칙연산(덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈), 이동(shift), 보수(complement) 등의 산술연산과 논리곱, 논리합, 부정 등의 논리 연산을 수행합니다. 이러한 연산은 CPU의 ALU(산술 논리 연산 장치)에서 처리됩니다. 제어 기능: 연산 코드는 조건 분기(conditional branch)와 무조건 분기(unconditional branch) 등을 사용하여 명령어의 실행 순서를 제어합니다. 이는 프로그램 흐름을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 데이터 전달 기능: 연산 코드는 레지스터와..

가. CPU 동작 순서 주어진 설명은 컴퓨터의 기본적인 동작 순서를 나타내고 있습니다. 아래는 각 단계에 대한 설명입니다. 1. 보조기억장치 또는 입력장치에서 데이터를 주기억장치로 읽기: 보조기억장치(예: 하드 디스크)에서 데이터를 읽거나, 입력장치(예: 키보드)로부터 데이터를 입력받아 주기억장치(예: RAM)로 전송합니다. 2. 중앙처리장치(CPU)에서 데이터 읽기 및 처리: CPU는 주기억장치에 저장된 데이터를 읽어와서 처리합니다. 이 처리는 CPU의 연산(산술, 논리 등)이 포함될 수 있습니다. 3. 처리된 데이터를 주기억장치에 다시 저장: CPU가 처리한 데이터를 다시 주기억장치에 저장합니다. 이는 계산 결과를 저장하거나, 다음 단계에서 필요한 데이터를 준비하는 등의 목적으로 수행됩니다. 4. 주..

가. CPU(중앙처리장치) 기능 중앙처리장치(CPU)는 컴퓨터 시스템에서 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 주된 기능은 다음과 같습니다: 1.명령어 해석(Instruction Decoding): CPU는 메모리로부터 명령어를 가져와 이를 해석하여 실행할 수 있는 형태로 변환합니다. 이는 명령어의 종류, 피연산자의 위치 등을 결정하는 과정을 포함합니다. 2.연산(Computation): CPU는 명령어에서 주어진 작업(연산)을 수행합니다. 이러한 연산은 사칙연산, 논리연산, 비교연산 등이 포함될 수 있습니다. 3.제어(Control): CPU는 명령어의 실행 흐름을 제어하고 조정합니다. 이는 프로그램 카운터(PC)를 이용하여 다음에 실행할 명령어의 주소를 결정하거나, 조건부 분기(Conditional..