공학/전공

정보처리기사_2과목 전자계산기

둥둥잇 2014. 11. 19. 21:42


* 카르노맵

설계된 논리시을 도표로 표현하여 최소화하는 방법



 * 논리 게이트 모양ㅋㅋ



* 자료 구성의 단위

비트 : 자료 표현의 최소 단위

니블 : 4bit

바이트 : 8bit = 1byte / 문자를 표현하는 최소 단위

워드 : CPU가 한 번에 처리할 수 있는 명령 단위 / full word = 4Byte

필드 : 파일 구성의 최소 단위

레코드 : 하나 이상의 관련된 필드가 모여서 구성 / 컴퓨터 내부 자료 처리 단위

블록 = 물리 레코드 : 하나 이상의 논리 레코드가 모여 구성

파일 : 프로그램 구성의 기본 단위

데이터베이스 : 여러 개의 관련된 파일의 집합




* 자료 표현 코드

- BCD 코드

대표적인 가중치 코드

10진수 1자리의 수를 2진수 4Bit로 표현

- Excess-3 코드 (3초과 코드)

대표적인 자보수 코드 / 비가중치 코드

- Gray 코드

입출력장치, A/D 변환기, 주변장치 등에서 숫자를 표현할 때 사용

- 패리티 검사 코드

코드의 오류를 검사하기 위해 데이터 비트 외에 1Bit의 패리티 체크 비트를 추가 / 1Bit의 오류만 검출 가능

- 해밍 코드

오류를 스스로 검출하여 교정이 가능한 코드





* 중앙처리장치의 구성 요소


* 제어 장치

- 컴퓨터에 있는 모든 장치들의 동작을 지시하고 제어하는 장치

- 주기억장치에서 읽어 들인 명령어를 해독하여 해당하는 장치에게 제어 신호를 보내 정확하게 수행하도록 지시


* 연산 장치

- 제어장치의 명령에 따라 실제로 연산을 수행하는 장치

- 산술연산, 논리연산, 관계연산, 이동 등의 연산 수행


* 레지스터

- CPU 내부에서 처리할 명령어나 연산의 중간 결과값 등을 일시적으로 기억하는 임시 기억장소

- 메모리 중에서 가장 속도가 빠름

- 플립플롭이나 래치들을 병렬로 연결하여 구성




* 주요 레지스터

- 프로그램 카운터, 프로그램 계수기 (PC;Program Counter)

    다음번에 실행할 명령어의 번지를 기억하는 레지스터

    분기 명령이 실행되는 경우 그 목적지 주소로 갱신

- 명령 레지스터 (IR;Instruction Register)

    현재 실행중인 명령의 내용을 기억하는 레지스터

- 누산기 (AC;Accumulator)

    연산된 결과를 일시적으로 저장하는 레지스터로 연산의 중심

- 메모리 주소 레지스터 (MAR;Memory Address Register)

    기억장치를 출입하는 데이터의 번지를 기억하는 레지스터

- 메모리 버퍼 레지스터 (MBR;Memory Buffer Register)

    기억장치를 출입하는 데이터가 잠시 기억되는 레지스터로 CPU가 데이터를 처리하기 위해서는 반드시 거쳐야함

- 인덱스 레지스터 (Index Register)

    주소의 변경, 서브루틴 연결 및 프로그램에서의 반복 연산의 횟수를 세는 레지스터

- 데이터 레지스터 (Data Register)

    연산에 사용될 데이터를 기억하는 레지스터

- 시프트 레지스터 (Shift Register)

    저장된 값을 왼쪽 또는 오른쪽으로 1Bit 씩 자리를 이동시키는 레지스터

- 메이저 스테이터스 레지스터 (Mager Status Register)

    CPU의 메이저 상태를 저장하고 있는 레지스터




* 버스

CPU, 메모리, I/O 장치 등과 상호 필요한 정보를 교환하기 위해 연결하는 공동의 전송선

~전송하는 정보에 따른 분류

- 번지 버스 : CPU가 메모리나 입출력 기기의 번지를 지정할 때 사용하는 단방향 전송선

- 자료 버스 : CPU와 메모리 또는 입출력 기기 사이에서 데이터를 전송하는 양방향 전송성

- 제어 버스 : CPU의 현재 상태나 상태 변경을 메모리 또는 입출력에 알리는 제어신호를 전송하는 양방향 전송선

~위치에 따른 분류

- 내부 버스 : CPU 및 메모리 내에 구성

- 외부 버스 : 주변 입출력장치에 구성




* Major State

현재 CPU가 무엇을 하고 있는가를 나타내는 상태

- Fetch, Indirect, Execute, Interrupt

CPU는 메이저 스테이트의 4가지 단계를 반복적으로 거치면서 동작 수행


* 인출 단계 Fetch

명령어를 주기억장치에서 중앙처리장치의 명령 레지스터로 가져와 해독하는 단계


* 간접 단계 Indirect

Fetch 단계에서 해석된 명령의 주소부가 간접주소인 경우 수행


* 인터럽트 단계

인터럽트 발생 시 복귀 주소 (PC)를 저장시키고, 제어 순서를 인터럽트 처리 프로그램의 첫번째 명령으로 옮기는 단계





* 인터럽트

프로그램을 실행하는 도중에 예기치 않은 상황이 발생할 경우 현재 실행중인 작업을 즉시 중단하고, 발생된 상황을 우선 처리한 후 실행중이던 작업으로 복귀하여 계속 처리하는 것

- 인터럽트의 분류

- 외부 인터럽트 : 전원 이상 / 기계 착오 / 외부 신호 / 입출력 인터럽트

- 내부 인터럽트 : 잘못된 명령이나 데이터를 사용할 때 발생 / 프로그램 검사 인터럽트

- 소프트웨어 인터럽트 : 프로그램 처리 중 명령의 요청에 의해 발생 / SVC 인터럽트





* 기억장치의 특성을 결정하는 요소

- 기억 용량 : 사용 목적에 따라 성능 당 경비 비율이 적은 것 사용

- Access Time : 기억장치에 읽기 요청이 발생한 시간부터 요구한 정보를 꺼내서 사용 가능할때 까지의 시간

- Cycle Time : 기억장치에 읽기 신호를 보낸 후 다시 읽기 신호를 보낼 수 있을 때까지의 시간 간격

- Bandwidth 대역폭, 전송률 : 메모리부터 또는 메모리까지 1초 동안 전송되는 최대한의 정보량 / 기억장치의 자료 처리 속도를 나타내는 단위 / 메모리 워드 길이가 작을수록 대역폭이 좋음





* ROM(Read Only Memory)

- 기억된 내용을 읽을 수만 있는 기억장치 / 쓰기 불가능

- 전원이 꺼져도 기억된 내용은 지워지지 않는 비휘발성 메모리

- 주로 입출력 시스템(BIOS), 자가 진단 프로그램(POST) 같은 변경 가능성이 희박한 시스템 소프트웨어를 기억시키는 데 이용

- ROM의 종류와 특징

Mask ROM : 제조 공장에서 프로그램화하여 생산한 ROM, 사용자가 변경 불가능

PROM(Programmable ROM) : PROM 프로그램 장치라는 특수 장비를 이용해 비어 있는 ROM에 사용자가 한번만 내용 쓰기 가능, 이후는 읽기만 가능

EPROM(Erasable PROM) : 자외선을 쏘여 기록한 내용을 지울 수 있고 PROM 프로그램 장치로 기록 가능, 여러번 지우거나 기록 가능

EAROM(Erasable Alterable ROM) : 전기적 특성을 이용하여 기록된 정보의 일부를 바꿀 수 있는 ROM

EEPROM(Electronic EPROM) : 전기적인 방법을 이용하여 기록된 내용을 여러 번 수정하거나 새로운 내용을 기록할 수 있는 ROM



* RAM(Random Access Memory)

- 자유롭게 읽고 쓸 수 있는 기억장치

- 현재 사용중인 프로그램이나 데이터가 저장

- 전원이 꺼지면 기억된 내용이 모두 사라지는 휘발성 메모리

- 일반적으로 '주기억장치' 또는 '메모리'라고 하면 램을 가리킴

- 정보가 저장된 위치는 주소로 구분

- DRAM/SRAM의 특징

동적 램 DRAM : 전원이 공급되어도 일정 시간이 지나면 방전되므로 주기적인 재충전 필요 [콘덴서]

정적 램 SRAM : 전원이 공급되는 동안에는 기억 내용 [플립플롭]




* 디스크의 Access Time

Access Time = Seek Time(탐색 시간) + Latency Time(회전 지연 시간) + Transmission TIme(전송 시간)

탐색 시간 - R/W Head가 특정 트랙까지 이동하는 데 걸리는 시간

회전 지연 시간 - R/W Head가 특정 트랙까지 이동한 후 디스크가 회전하여 트랙에 포함되어 있는 특정 섹터가 R/W Head까지 도달하는 시간

전송 시간 - R/W Head가 Access한 섹터와 주기억장치 간의 자료 전송에 걸리는 시간




* 연관 기억장치 CAM(Content Addressable Memory)

기억장치에서 자료를 찾을 때 주소에 의해 접근하지 않고, 기억된 내용의 일부를 이용하여 접근할 수 있는 기억장치



* 메모리 인터리빙

여러 개의 독립된 모듈로 이루어진 복수 모듈 메모리와 CPU 간의 주소 버스가 한 개로만 구성되어 있으면

같은 시각에 CPU로부터 여러 모듈들로 동시에 주소를 전달할 수 없기 때문에,

CPU가 각 모듈로 전송할 주소를 교대로 분산 배치한 후

차례대로 전송하여 여러 모듈을 병행 접근하는 기법



* 캐시 메모리

- CPU의 속도와 메모리의 속도 차이를 줄이기 위해 사용하는 고속 버퍼 메모리

- 주기억장치와 CPU 사이에 위치



* 가상 기억장치

- 목적 : 주기억장치의 용량 확보

- 하드웨어적으로 실제로 존재하는 것이 아니고 소프트웨어적인 방법으로 보조기억장치를 주기억장치처럼 사용



출처 : 2014 시나공 정보처리기사 필기 핵심요약

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