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컴퓨터과학과
컴퓨터과학과 입학생, 재학생, 교수, 조교, 예비입학생분들을 위한 게시판입니다.
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  • 학습 목표
    • 컴퓨터는 어떤 기능을 수행하는지 설명할 있다.
    • 컴퓨터 구조에서 다루는 범위를 설명할 있다.

 

  • 주요 내용
    • 컴퓨터의 기능 : 프로그램 실행
    • 컴퓨터 구조 : 계층적으로 분류, 계층의 역할


 

컴퓨터의 기능
 

  • 컴퓨터 (Computer)
    • 계산하는 기계
    • 프로그램을 실행하는 기계 (= 명령어를 실행하는 기계)
       
  • 프로그램
    • Sequence of instructions
    • 명령어들이 의미 있는 순서로 나열된

 

명령어

  • 프로그래머가 컴퓨터에게 실행을 지시할 있는 최소의 작업 단위
    (프로그래머 입장에서)
    • 일반적으로 프로그래머는 C, 파이썬 등의 고급언어로 코드를 짜지만,
       
      컴파일러라는 도구가 명령어들로 바꿔줌
       
  • 컴퓨터가 프로그래머의 지시를 받아 실행할 있는 최소의 작업 단위

(컴퓨터 입장에서)
 

  • 컴퓨터에서 이뤄지는 작업들을 계층 구조로 나타낸

 

  • 반도체 기술
    • 물리적인 형태, 자연계의 신호와 소자, 전기, 전압, 전류 등의 개념으로 동작
      • 전기적으로 동작하는 스위칭 소자 (트렌지스터) 제공
      • 스위칭 소자로 컴퓨터의 기본 소자인 논리 게이트 (Logic Gate) 구현

 

  • 논리회로
    • 이산 수학을 기반으로 한다.
    • 논리 개념이 들어감으로서 반도체의 물리계층 개념에서 벗어날 있음. (장점)
    • 이진수 체계 논리회로
      • 물리적 특성을 논리적 개념으로 분리
      • 부울 대수 : 2진수 체계로 컴퓨터의 동작 표현
      • 논리회로 : 논리 게이트 (AND, OR, NOT ), 조합논리회로, 순차논리회로

 

  • 전자회로와 논리회로

 

  • 컴퓨터 조직
    • 논리회로를 기반으로 만든 컴퓨터 부품 (하드웨어의 조직)
    • 중앙처리장치, 기억장치, 입출력장치, 시스템 버스
      • 기본적으로 중앙처리장치, 기억장치, 입출력장치 3가지로 구성되며, 이를 서로 연결해 주는 시스템 버스(신호선) 구성된다.
      • 중앙처리장치, 기억장치는 조합논리회로와 순차논리회로로 만들어 진다.
         
  • 프로그래머 모델
    • 컴퓨터 조직 프로그래머가 알아야 부분, 알아야 가상적인 형태를 의미함.
    • 운전자가 운전하기 위해서 자동차에 대해 세부적으로 몰라도 기본적인 동작만 알면 운전이 가능하는 거랑 똑같다. (엑셀을 밟으면 앞으로 가고 등등)
      • 프로그래머가 프로그램을 작성할 있도록 프로그래머에게 제공되는 부분
      • 프로세서 구조, 기억장치 구조, 명령어 집합이 해당
      • 중앙처리장치, 기억장치, 입출력장치의 세세한 구조를 몰라도 "프로세서 안에 레지스터가 개나 있는지, 연산 기능과 명령어는 어느 것들이 있는지,
        기억장치는 어떠한 것들을 가지고 있는지" 이정도의 지식만 있으면 프로그램을 있음.
        #
        어떻게 만들어 졌는지는 필요가 없다. 그것들을 활용할 있으면 된다.
  • 명령어 집합 (instruction set)
    • 컴퓨터가 해석할 있는 명령어들의 모임
    • 하드웨어와 소프트웨어를 연결하는 인터페이스

 

  • 명령어 (instruction)
    • 컴퓨터가 실행할 있는 각장 기본적인 작업 단위
    • 기계어 (Machine instruction) 또는 기계 코드 (Machine Code)
      • 2진수로 표현된 명령어
    • 어셈블리어 (assembly language)
      • 0 1로만 표현되어 있어 사람이 알아보기 어렵다. (어셈블리어가 나온 이유)
      • 사람이 쉽게 이해할 있도록 문자 기호로 표현한 명령어 (상대적으로 쉽다)
      • 기계어와 1:1 매칭된다는 장점이 있음, 저급언어
      • 하드웨어에 따라 어셈블리어가 달라진다. (= 이식성이 낮다.)
  • 소프트웨어 계층
    • 어셈블리 프로그램
      • 어셈블리 언어로 작성한 프로그램
      • 기계 의존적 (컴퓨터 cpu 따라 어셈블리어가 달라짐)
    • 고급언어 프로그램
      • C, Java 같은 고급 프로그래밍 언어로 작성된 프로그램
      • 컴파일러(Compiler) 어셈블리 언어(=기계어) 번역
        ( CPU 종류 따라 컴파일러가 따로 있다)
      • , C 같은 고급언어 자체는 기계 독립적이다.
        ( cpu
        영향을 받지 않음 = 이식성이 높음)

 

 

                                 문제

  1. 컴퓨터 구조가 다루는 범위가 아닌 것은?
    1. 기억장치 구조
    2. 프로그래머 모델
    3. 명령어 집합
    1. 프로세스 스케줄링
      • 프로세스 스케줄링이란 운영체제가 어떤 프로그램을 먼저 실행시킬 것인지 결정하는 (운영체제 , OS 담당하는 개념)
         
  2. 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어를 연결하는 요소는?
    1. 명령어 집합
    1. 프로그램
    2. 논리 소자
    3. 반도체 소자
      • 소프트웨어 프로그래머는 명령어를 사용해서 컴퓨터에게 일을 시킴.
        프로그램도 어떻게 보면 답이 있지만, 명령어 집합이 훨씬 근접함
         
  3. 프로그래머 관점에서 컴퓨터 하드웨어를 표현하는 용어는?
    1. 어셈블리
    2. 명령어 집함
    3. 시스템 버스
    1. 프로그래머 모델
      • 자동차를 운전할 , 운전자 모델이랑 유사하다고 있음

 

 

요약

 

  • 컴퓨터
    • 프로그램을 실행하는 기계
    • 프로그램은 일련의 명령어들로 구성
       
  • 컴퓨터의 계층적 구조
    • 프로그래머 모델 : 소프트웨어와 하드웨어 구분
    • 반도체 기술 : 물리 개념과 논리 개념 분리
      • 논리회로라는 개념 덕분에 반도체의 성질을 몰라도 컴퓨터를 이용할 있음
      • 컴퓨터 조직 : "실제 컴퓨터가 어떻게 구성되어 작동하느냐" 부분
      • 프로그래머 모델 : 컴퓨터 조직 프로그래머들이 있는 부분들을 모아둔
        (중앙처리장치, 기억장치, 명령어 집합 )
         
  • 다음 시간
    • 컴퓨터의 발달 과정 소개
  • bellsilver1 2021.10.12 18:36
    #comment_549690
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