컴퓨터 시스템의 요소와 동작 원리(핵심 개념 정리)

컴퓨터 시스템의 요소와 동작 원리(핵심 개념 정리)

컴퓨터는 우리 일상 생활에서 널리 사용되는 장치로, 그 동작 원리와 구성 요소에 대한 이해는 중요합니다. 이 글에서는 컴퓨터 시스템의 구성과 기본 기능에 대해 알아보겠습니다. 서론에서는 컴퓨터 시스템의 중요성과 이해를 돕기 위한 배경 정보를 제공하겠습니다.

시스템 버스(system bus)

주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구성되어 CPU와 시스템 내의 다른 요소들 사이의 정보 교환을 담당합니다.
주소 버스는 CPU가 외부로 발생하는 주소 정보를 전송하는 역할을 합니다.
데이터 버스는 CPU가 기억장치나 I/O 장치와 데이터를 전송하는 데 사용됩니다.
제어 버스는 CPU가 시스템 내의 다양한 요소들의 동작을 제어하는 신호를 전송합니다.

CPU와 시스템 버스

주소 버스는 단방향성을 가지며 CPU에서 기억장치나 I/O 장치로 주소 정보를 전송합니다.
데이터 버스와 제어 버스는 양방향성을 가지며, CPU와 기억장치 혹은 I/O 장치 간 데이터 및 제어 신호를 전송합니다.

CPU와 기억장치

기억장치 쓰기 동작에서 CPU는 주소 버스와 데이터 버스를 통해 기억장치의 주소와 데이터를 전송하고 쓰기 신호를 활성화합니다.
기억장치 읽기 동작에서 CPU는 주소 버스를 통해 기억장치 주소를 전송하고 읽기 신호를 활성화한 후, 일정 지연 시간 이후에 데이터를 읽어옵니다.

CPU와 I/O 장치

CPU와 I/O 장치는 시스템 버스를 통해 연결됩니다.
I/O 장치 제어기는 CPU로부터 명령을 받아 해당 장치를 제어하고 데이터를 이동시키는 역할을 수행합니다.
상태 레지스터와 데이터 레지스터는 제어기 내부에 존재하여 I/O 장치의 상태와 데이터를 저장합니다.

CPU와 보조저장장치

보조저장장치들도 제어기를 통해 CPU와 연결됩니다.
데이터 전송 단위는 키보드와 프린터와는 달리 블록 단위로 전송되며, 제어기 내에 데이터 버퍼가 필요합니다.

트랙 버퍼는 하드 디스크 제어기 내부에 있는 데이터 버퍼로, 한 트랙의 내용을 저장할 수 있습니다.

컴퓨터 시스템은 다양한 구성 요소와 기능으로 구성되어 있습니다. 시스템 버스를 통해 CPU와 다른 요소들이 정보를 교환하며, 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스는 각각의 역할을 수행합니다. CPU는 기억장치와의 데이터 쓰기 및 읽기 동작을 수행하며, I/O 장치와의 통신은 I/O 장치 제어기를 통해 이루어집니다. 보조저장장치들은 블록 단위로 데이터를 전송하며, 이를 위해 제어기 내부에 데이터 버퍼가 존재합니다. 이러한 컴퓨터 시스템의 구성과 기본 기능을 이해하는 것은 컴퓨터의 동작 원리를 이해하고 문제 해결에 도움이 됩니다.