최신 컴퓨터구조: 1장 연습문제

1. 기본적인 컴퓨터 하드웨어 구성 요소를 나열하고 각각을 간단히 설명하시오.

1) 중앙처리장치 CPU: 컴퓨터의 특성을 결정하며, 컴퓨터의 핵심 기능인 프로그램 실행과 데이터 처리를 담당한다.

 a) ALU: 산술 연산, 논리 연산, 보수 연산, 시프트 연산을 수행

 b) CU: 프로그램의 명령어를 해독하여 명령어 실행에 필요한 신호를 발생, 모든 장치 제어

 c) Register: 중앙 처리 장치 내부에 있는 데이터를 일시적으로 보관

2) 기억장치

 a) 주기억장치 RAM: 중앙 처리 장치 가까이에 위치하며 반도체 칩으로 구성되어 고속으로 액세스가 가능한 휘방성 메모리

 b) 보조기억장치 ROM: 중앙 처리 장치에 당장 필요하지 않은 많은 데이터의 양이나 프로그램을 저장하는 비휘발성 메모리

3) 입출력장치

 a) 입력 장치: 데이터를 전자적인 2진 형태로 변환하여 컴퓨터에 전달

 b) 출력 장치: 중앙처리장치가 처리한 전자적인 형태의 데이터를 사람이 이해할 수 있는 데이터로 변환하여 출력

 

2. 중앙 처리 장치와 기억 장치 및 입출력 장치 사이에 정보를 교환하는 통로인 시스템 버스에 대해 간단히 설명하시오.

시스템 버스: 중앙 처리 장치와 기억 장치 및 입출력 장치 사이에 정보를 교환하는 통로

 a) 주소 버스: 기억 장치나 입출력 장치를 지정하는 주소 정보를 전송하는 신호 선들의 집합

 b) 데이터 버스: 기억 장치나 입출력 장치 사이에 데이터를 전송하기 위한 신호선들의 집합

 c) 제어 버스: 중앙 처리 장치가 시스템 내의 각종 요소의 동작을 제어하는 데 필요한 신호선들의 집합

 

3. 컴퓨터 시스템이 처리할 수 있는 기능을 구성 요소와 연관시켜 설명하시오.

프로그램 실행: 중앙 처리 장치가 주기억 장치에서 프로그램 코드를 읽어 실행한다.

데이터 저장: 프로그램 실행 결과를 주기억 장치에 저장한다.

데이터 이동: 하드 디스크 같은 보조 기억 장치에 저장되어 있는 명령어와 데이터 블록을 주기억 장치로 이동시킨다.

데이터 입출력: 사용자가 키보드나 마우스를 통해 입력하는 명령어나 데이터를 입력하거나 중앙 처리 장치가 처리한 결과를 모니터나 프린터로 출력한다.

제어: 프로그램에서 정해진 순서에 따라 실행되도록 각종 제어 신호를 발생시킨다.

 

4. 보조 기억 장치는 중앙. 처리 장치와 직접 연결되지 않고 제어기를 통해 연결된다. 그 이유를 설명하시오.

보조 기억 장치는 기계적인 장치가 포함되기 때문에 속도가 느리다. 그래서 중앙 처리 장치와 직접 연결되지 않는다.

 

5. 소프트웨어는 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 분류한다. 각각을 예를 들어 설명하시오.

시스템 소프트웨어: 하드웨어를 관리하고 응용 스포트웨어를 실행하는데 필요한 프로그램 ex) 운영체제, 언어 번역 프로그램 등

응용 소프트웨어: 컴퓨터 시스템을 일반 사용자들이 특정한 용도로 활용하기 위해 만든 프로그램 ex) Ms-office, 스타크래프트 등

 

6. 프로그램 처리 과정을 간단히 설명하시오

고급 언어 프로그램 -- 컴파일러 --> 어셈블리 언어 -- 어셈블러--> 기계어

 

7. 해석 기관의 기본 구조에서 다음 컴퓨터 구성 요소에 대응하는 부분의 명칭을 써보시오.

(a) CPU: MILL

(b) 주기억장치: STORE

(c) 입력 매체: 연산 카드 / 변수 카드

(d) 출력 장치: 카드 천공기 / 프린터

 

 

 

 

 

 

 

8. 컴퓨터 발전 과정을 세대별로 명확하게 구분하기는 어렵지만 새로운 하드웨어 부품의 출현을 기준으로 분류되고 있다. 각 세대별 주요 소자를 써보시오.

1세대 - 진공관

2세대 - 트랜지스터

3세대 - SSI, MSI

4세대 - LSI, VLSI

5세대 - UVSI, ULSI

 

9. 폰 노이만 구조와 하버드 구조를 비교하여 설명하시오.

폰노이만 구조 명령어 메모리 영역과 데이터 메모리 영역의 물리적 구분이 없기 때문에 중앙 처리 장치는 하나의 시스템 버스를 통해 메모리로부터 명령어나 데이터를 읽거나 쓰기 때문에 구조적으로 시스템 버스에 병목현상이 발생한다.

하버드 구조는 이러한 폰 노이만 구조의 단점을 보완한다. 명령어 메모리 영역과 데이터 메모리 영역을 물리적으로 분리시키고, 각각을 다른 시스템 버스로 중앙 처리 장치에 연결함으로써 명령과 데이터를 메모리로부터 읽는 것을 동시에 처리할 수 있다.

 

10. 폰 노이만 병목 현상이 무엇인지 설명하시오.

폰 노이만 구조의 컴퓨터는 중앙 처리 장치에서 명령이나 데이터를 메모리에서 가져와 처리한 후 결과 데이터를 메모리에 다시 저장한다. 또한, 저장된 데이터가 필요할 땐 다시 메모리에서 중앙 처리 장치로 불러오는 방식으로 순차적으로 프로그램을 처리하므로 메모리나 시스템 버스에 병목현상이 생겨 속도가 느려질 수밖에 없다.