컴활 필기 1일차

이번에 컴활 필기 공부를 시작했습니다.

유튜브 컴활의 정석님의 강의를 보고 시작하여 1.1강~1.5강까지 내용을 적으며 진행했습니다.

아래처럼 정리해봤어요!

• 중앙 처리 장치(CPU) 는 컴퓨터의 시스템을 통제하고 프로그램의 연산을 처리하는 장치이다.
  • 중앙 처리 장치에는 제어 장치, 연산 장치, 레지스터가 있다.
  • 제어 장치: 동작을 지시하고 제어하는 장치이다.
    • 프로그램 카운터(PC) : 다음에 실행할 명령어의 주소를 기억하는 레지스터다.
    • 명령 레지스터 : 현재 실행 중인 명령의 내용을 기억하는 레지스터다.
    • 명령 해독기(디코더, Decorder) : 명령어를 해독한다.
    • 부호기(인코더, Encorder) : 해독된 명령에 따라 각 장치로 보낼 제어 신호를 생성한다.
  • 연산 장치 : 실제로 연산을 수행하는 장치
    • 가산기 : 덧셈을 수행하는 회로
    • 보수기 : 뺄셈 작업을 위해 입력 값을 보수로 변환하는 회로
    • 누산기 : 연산 결과를 일시적으로 저장
    • 데이터 레지스터 : 연산에 사용될 데이터를 저장
    • 상태 레지스터 : 연산 중에 발생하는 상태 정보를 저장
  • 레지스터 : CPU 내부에서 처리할 명령이나 연산의 결과값을 일시적으로 저장하는 기억장치
    • 레지스터는 메모리중에 속도가 가장 빠르다.
    • 플립플롭이나 래치로 구성된다.
    • 메모리 주소 레지스터 (MAR) : 데이터의 주소를 기억하는 레지스터
    • 메모리 버퍼 레지스터 (MBR) : 데이터를 임시로 기억하는 레지스터
• 주기억장치 : CPU에 직접 접근하여 데이터를 교환하고 데이터를 저장하는 기억장치
  • 롬(ROM, Read Only Memory)
    • 읽기 전용, 비휘발성 메모리(전원이 꺼져도 내용이 지워지지 않음)
    • 롬에는 기본 입-출력 시스템(BIOS), 글자 폰트, 펌웨어 등이 저장되어 있다.
      • 바이오스(BIOS, Basic Input Output System)
        • 기본 입출력 시스템 = 롬 바이오스
        • 기본 입출력 장치나 메모리 등 하드웨어 작동에 필요한 명령을 모아 놓은 프로그램이다.
        • 전원이 켜지면 POST(Power On Self Test)를 통해 컴퓨터를 점검하고 사용가능한 장치들을 초기화 한다.
        • CMOS에서 설정 가능한 항목
          • 시스템 날짜와 시간
          • 하드디스크 타입
          • 부팅 순서
          • 시스템 암호
          • 칩셋 설정
      • 펌웨어 (컴파일러 방식)
        • 하드웨어의 동작을 지시하는 소프트웨어지만, 하드웨어적으로 구성되어 있음(하드웨어와 소프트웨어의 중간적 성격)
        • 주로 ROM에 반영구적으로 저장되어 하드웨어를 제어-관리하는 역할
        • 소프트웨어의 업그레이드 만으로 기능을 향상시킬 수 있음
          • ex) 노트북 - 펌웨어
  • 램(RAM, Random Access Memory)
    • 자유롭게 읽고 쓸 수 있는 기억장치
    • 휘발성 메모리(전원이 꺼지면 내용이 사라짐)
    • 일반적으로 주기억장치라고 하면 램(RAM)을 이야기한다.
    • S(Static)RAM
      • 속도가 빠르고 값이 비싸며 캐시메모리에 주로 사용
      • 전원이 공급되는 동안 기억 내용 유지(안정적)
    • D(Dynamic)RAM
      • 전원이 공급되어도 일정 시간이 지나면 전하가 방전되므로 주기적인 재충전이 필요
      • 값이 저렴 -> 일반적인 주기억장치에 사용
• 기타 기억 장치
  • 캐시메모리
    • 중앙처리장치(CPU)와 주기억장치 사이에서 속도 차이를 개선하는 메모리
    • 속도가 빠르고 비싼 SRAM으로 구성
  • 가상메모리
    • 보조기억장치의 일부를 마치 주기억장치처럼 사용하는 메모리(기법)
  • 연관메모리
    • 저장된 내용의 일부를 이용하여 기억장치에 접근해서 데이터를 읽는 방식
  • 버퍼(임시) 메모리
    • 데이터를 임시로 저장해두는 공간(메모리)
  • 플래시메모리
    • MP3플레이어, 디지털카메라, USB등에 널리 사용한다.
    • EEPROM의 일종으로 비휘발성 메모리
      • Electrically Erasable ROM(전기적인 방법으로 기록된 내용을 수정할 수 있다.)
• 운영 체제
  • 컴퓨터와 사용자 사이에서 중계자 역할을 한다.
  • 좋은 운영 체제란?
    • 처리 능력 - 처리능력이 좋을수록
    • 신뢰도 - 일을 정확히 처리할수록
    • 사용가능도 - 즉시 사용 가능할수록
    • 응답시간 - 결과를 얻을 때까지의 시간이 적을수록 (반비례)
  • 운영체제(OS)의 기법
    • 일괄 처리 시스템
      • 데이터를 모았다가 한번에 처리하는 방식
    • 실시간 처리 시스템
      • 실시간으로 처리하는 방식
    • 시분할 처리시스템
      • CPU를 일정 시간 단위로 나누어 처리하는 시스템
    • 다중 처리 시스템
      • 두 개 이상의 CPU가 가동되면서 처리하는 시스템
    • 다중 프로그래밍 방식
      • 하나의 CPU로 여러 개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식이다
    • 분산 처리 시스템
      • 물리적으로 떨어진 여러 대의 컴퓨터에 작업을 분담하여 처리하는 방식
    • 듀얼 시스템
      • 두 개 이상의 CPU가 동시에 같은 업무를 처리하는 방식
    • 듀플렉스 시스템
      • 한 개의 CPU는 가동되고 다른 CPU는 대기중인 방식으로 CPU가 고장나면 다른 CPU가 작동하는 방식
    • 임베디드 시스템
      • 하나의 하드웨어에 프로그램이 결합되어 있는 시스템
      • 즉, 하드웨어와 소프트웨어가 결합되어 특정 기능에 맞게 특화되어서 제품 자체에 포함된 운영체제
• 자료의 표현
  • 문자 표현 코드
    • BCD코드(2진화 10진)
      • 하나의 영문자를 2개의 Zone 비트와 4개의 Digit 비트로 표현 (2^6 = 64가지의 문자 표현)
      • 영문 소문자는 표현하지 못함
    • ASCII(아스키) 코드
      • 하나의 문자를 3개의 Zone비트와 4개의 Digit 비트로 표현 (2^7 = 128가지의 문자 표현)
      • 미국 표준 코드로써, 데이터 통신용에 주로 사용
      • 확장 아스키코드가 존재
        • 8비트를 사용 (2^8 = 256가지 문자)
    • EBCDIC코드(확장 2진화 10진)
      • BCD 코드를 확장한 것이다.
      • 하나의 문자를 4개의 Zone 비트와 4개의 Digit비트로 표현(2^8 = 256가지 문자 표현)
      • 특수문자 및 소문자 표현이 가능
      • 주로 대형 컴퓨터에서 사용
    • 유니코드
      • (확장) ASCII코드를 16비트(2바이트)로 확장하여 전세계의 모든 문자를 2바이트로 표현하는 국제 코드(2^16 = 65,536가지의 문자 표현)
      • 한글은 조합령, 완성형, 옛글자를 모두 표현 가능
    • 오류 검출 코드
      • 패리트 비트 : 오류검출 가능, 교정 불가능
      • 해밍 코드 : 오류 검출 가능, 교정 가능
  • 숫자 표현방식
    • 2진수, 8진수, 16진수 -> 10진수
      • 숫자 각 자릿수 x N진수를 모두 더하기
    • 10진수 -> 2,8,16진수
      • 숫자 / N진수 (N진수로 나누어 더 이상 나눠지지 않을 때 까지 나누고, 몫을 제외한 나머지를 역순으로 표시한다.)
    • 8진수 <-> 16진수는 바로 변환 할 수 없다.
    • 2^N N만큼 비트가 필요