💾 [CS] 다양한 입출력 방법

Archive · 2024-05-29

💾 [CS] 장치 컨트롤러와 장치 드라이버

Archive · 2024-05-27

💾 [CS] 다양한 보조기억장치

Archive · 2024-05-22

💾 [CS] RAID의 정의와 종류

RAID의 정의와 종류. 1TB 하드 디스크 네 개로 RAID를 구성하면 4TB 하드 디스크 한 개의 성능과 안전성을 능가할 수 있습니다. RAID의 정의. ‘보조기억장치에도 수명이 있습니다.’ 그래서 ‘하드 디스크와 같은 보조기억장치에 어떻게든 저장만 하면 됩니다’ 와 같은 단순한 답변은 다소 부족한 해법입니다. 이럴 때 사용할 수 있는 방법 중 하나가 RAID입니다. RAID(Redundant Array of Independent Disks) 는 주로 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술로, 데이트의 안정선 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술을 의미합니다. RAID의 종류 RAID 구성 방법을 RAID 레벨 이라고 표현합니다. RAID 레벨에는 대표적으로 RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6 이 있고 그로부터 파생된 RAID 10, RAID 50 등이 있습니다. RAID 0 RAID 0 은 여러 개의 보조기억장치에 데이터를 잔순히 나누어 저장하는 구성 방식입니다. 가령 1TB 하드 디스크 네 개로 RAID 0을 구성했다고 가정해 봅시다. 이제 어떠한 데이터를 저장할 때 각 하드 디스크는 아래와 같이 번갈아 가며 데이터를 저장합니다, 즉, 저장되는 데이터가 하드 디스크 개수만큼 나위어 자장되는 것입니다. 이때 마치 줄무늬처럼 분산되어 저장된 데이터를 스트라입(Stripe) 이라 하고, 분산하여 저장하는 것을 스트라이핑(Striping) 이라고 합니다. 위와 같이 데이터가 분산되어 저장되면, 다시 말해 스트라이핑되면 저장된 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빨라집니다. 하나의 대용량 저장 장치를 이용했더라면 여러 번에 걸쳐 일고 썻을 데이터를 동시에 읽고 쓸 수 있기 때문입니다. 그렇기에 4TB 저장 장치 한 개를 읽고 쓰는 속도보다 RAID 0로 구성된 1TB 저장 장치 네 개의 속도가 이론상 네 배가량 빠릅니다. RAID 0의 단점 RAID 0에는 단점이 있습니다. 저장된 정보가 안전하지 않습니다. RAID 0으로 구성된 하드 디스크 중 하나에 문제가 생긴다면 다른 모든 하드 디스크의 정보를 읽는 데 문제가 생길 수 있습니다. 그래서 등장한 것이 RAID 1 입니다. RAID 1 RAID 1 은 복사본을 만드는 방식입니다. 마치 거울처럼 완전한 복사본을 만드는 구성이기에 미러링(mirroring) 이라고도 부릅니다. 아래 그림은 네 개의 하드 디스크를 RAID 1으로 구성한 모습입니다. RAID 0처럼 데이터 스트라이핑이 사용되긴 했지만, 오른쪽의 두 하드 디스크는 마치 거울처럼 왼쪽의 두 하드 디스크와 동일한 내용을 저장하고 있습니다. 이처럼 RAID 1에 어떠한 데이터를 쓸 때는 원본과 복사본 두 군데에 씁니다. 그렇기에 쓰기 속도는 RAID 0보다 느립니다. RAID 1 방식은 복구가 매우 간단하다는 장점이 있습니다. 똑같은 디스크가 두 개 있는 셈이니, 하나에 문제가 발생해도 잃어버린 정보를 금방 되찾을 수 있기 때문입니다. RAID 1의 단점 RAID 1은 하드 디스크 개수가 한정되었을 때 사용 가능한 용량이 적어지는 단점이 있습니다. 위 그림만 보아도 RAID 0 구성은 4TB의 정보를 저장할 수 있는 반면, RAID 1에서는 2TB의 정보만 저장할 수 있습니다. 즉, RAID 1에서는 복사본이 만들어지는 용량만큼 사용자가 사용하지 못합니다. 결국 많은 양의 하드 디스크가 필요하게 되고, 비용이 증가한다는 단점으로 이어집니다. RAID 4 RAID 4는 RAID 1처럼 완전한 복사본을 만드는 대신 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장한 장치를 두는 구성 방식입니다. 이때 ‘오류를 검출하고 복구하기 위한 정보’를 패리티 비트(parity bit) 라고 합니다. RAID 4에서는 패리티를 저장한 장치를 이용해 다른 장치들의 오류를 검출하고, 오류가 있다면 복구합니다. 이로써 RAID 4는 RAID 1보다 적은 하드 디스크로도 데이터를 안전하게 보관할 수 있습니다. 오류를 검출하는 패리트 비트 원래 패리트 비트는 오류 검출만 가능할 뿐 오류 복구는 불가능합니다. 하지만 RAID에서는 패리트 값으로 오류 수정도 가능합니다. 다만 구체적인 방법인 패리티 계산법은 다루지 않을 예정입니다. 여기서 다음 두 가지만 기억하면 됩니다. RAID 4에서는 패리티 정보를 저장한 장치로서 나머지 장치들의 오루를 검출.복구한다. 패리티 비트는 본래 오류 검출용 정보지만, RAID에서는 오류 복구도 가능하다. RAID 5 RAID 4에서는 어떤 새로운 데이터가 저장될 때마다 패리티를 저장하는 디스크에도 데이터를 쓰게 되므로 패리티를 저장하는 장치에 병목 현상이 발생한다는 문제가 있습니다. RAID 5는 아래 그림처럼 패리티 정보를 분산하여 저장하는 방식으로 RAID 4의 문제인 병목 현상을 해소합니다. RAID 6 RAID 6 의 구성은 기본적으로 RAID 5와 같으나, 다음 그림과 같이 서로 다른 두 개의 패리티를 두는 방식입니다. 이는 오류를 검출하고 복구할 수 있는 수단이 두 개가 생긴 셈입니다. 따라서 RAID 6은 RAID 4나 RAID 5보다 안전한 구성이라 볼 수 있습니다. 다만 새로운 정보를 저장할 때마다 함께 저장할 패리티가 두 개이므로, 쓰기 속도는 RAID 5보다 느립니다. 따라서 RAID 6은 데이터 저장 속도를 조금 희생하더라도 데이터를 더욱 안전하게 보관하고 싶을 때 사용하는 방식입니다. 정리 이 외에도 RAID 0과 RAID 1을 혼합한 RAID 10 방식도 있고, RAID 0과 RAID 5를 혼합한 RAID 5방식도 있습니다. note: 이렇게 여러 RAID 레벨을 혼합한 방식을 Nested RAID 라고 합니다. 각 RAID 레벨마다 장단점이 있으므로 어떤 상황에서 무엇을 최우선으로 원하는지에 따라 최적의 RAID 레벨은 달라질 수 있습니다. 그렇기에 각 RAID 레벨의 대략적인 구성과 특징을 아는것이 중요합니다. 키워드로 정리하는 핵심 포인트 RAID란 데이터의 안전성 혹은 높은 성능을 위해 여러 하드 디스크나 SSD를 마치 하나의 장치저럼 사용하는 기술입니다. RAID 0은 데이터를 단순히 병렬로 분산하여 저장하고, RAID 1은 완전한 복사본을 만듭니다. RAID 4는 패리티를 저장한 장치를 따로 두는 방식이고, RAID 5는 패리티를 분산하여 저장하는 방식입니다. RAID 6은 서로 다른 두 개의 패리티를 두는 방식입니다.

Archive · 2024-05-21

💾 [CS] 메모리의 주소 공간

Archive · 2024-05-06

💾 [CS] CISC와 RISC

Archive · 2024-04-25

💾 [CS] 명령어 병렬 처리 기법

명령어 병렬 처리 기법 명령어 병령 처리 기법(ILP: Instruction-Level Parallelism): 명령어를 동시에 처리하여 CPU를 한시도 쉬지 않고 작동시키는 기법. 대표적인 명령어 병렬 처리 기법 명령어 파이프 라이닝 슈퍼스칼라 비순차적 명령어 처리 명령어 파이프라인 명령어 파이프라인을 이해하려면 하나의 명령어가 처리되는 전체 과정을 비슷한 시간 간격으로 나누어 보아야 합니다. 명령어 처리 과정을 클럭 단위로 나누어 보면 일반적으로 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 명령어 인출(Instruction Fetch) 명령어 해석(Instruction Decode) 명령어 실행(Execute Instruction) 결과 저장(Write Back) 참고: 이 단계가 정답은 아닙니다. 전공서에 따라 명령어 인출 -> 명령어 실행으로 나누기도 하고, 명령어 인출 -> 명령어 해석 -> 명령어 실행 -> 메모리 접근 -> 결과 저장으로 나누기도 합니다. 여기서 중요한 점은 같은 단계가 겹치지만 않는다면 CPU가 ‘각 단계를 동시에 실행할 수 있다’는 것입니다. 예를 들어 CPU는 한 명령어를 ‘인출’하는 동안에 다른 명령어를 ‘실행’할 수 있고, 한 명령어가 ‘실행’되는 동안에 연산 결과를 ‘저장’할 수 있습니다. 이를 그림으로 표현하면 다음과 같습니다. t1에는 명령어 1, 2를 동시에 처리할 수 있고 t2에는 명령어 1,2,3을 동시에 처리할 수 있습니다. 이처럼 명령어를 겹처서 수행하면 명령어를 하나하나 실행하는 것보다 훨씬 더 효율적으로 처리할 수 있습니다. 이처럼 마치 공장 생산 라인과 같이 명령어들을 “명령어 파이프라인(instruction pipeline)” 에 넣고 동시에 처리하는 기법을 “명령어 파이프라이닝(instruction pipelining)” 이라고 합니다. 명령어 파이프라인을 사용하지 않고 모든 명령어를 순차적으로만 처리한다면 아래와 같이 처리했을것입니다. 한눈에 봐도 명령어 파이프라이닝을 이용하는 것이 더 효율적임을 알 수 있습니다. 파이프라이닝이 높은 성능을 가져오기는 하지만, 특정 상황에서는 성능 향상에 실패하는 경우도 있습니다. 이러한 상황을 파이프라인 위험(pipeline hazard) 이라고 부릅니다. 파이프라인 위험에는 크게 3가지가 있습니다. 데이터 위험 제어 위험 구조적 위험 데이터 위험 데이터 위험(data hazard) 은 명령어 간 ‘데이터 의존성’에 의해 발생합니다. 모든 명령어를 동시에 처리할 수는 없습니다. 어떤 명령어는 이전 명령어를 끝까지 실행해야만 비로소 실행할 수 있는 경우가 있습니다. 예를 들어 아래 두 명령어를 봅시다. 편의상 레지스터 이름을 R1, R2, R3, R4, R5라 하고 ‘왼쪽 레지스터에 오른쪽 결과를 저장하라’는 기호는 <- 기호로 표기하겠습니다. 명령어 1: R1 <- R2 + R3 // R2 레지스터 값과 R3 레지스터 값을 더한 값을 R1 레지스터에 저장 명령어 2: R4 <- R1 + R5 // R1 레지스터 값과 R5 레지스터 값을 더한 값을 R4 레지스터에 저장 위의 경우 명령어 1을 수행해야만 명령어 2를 수행할 수 있습니다. 즉, R1에 R2 + R3 결괏값이 저장되어야 명령어 2를 수행할 수 있습니다. 만약 명령어 1 실행이 끝나기 전에 명령어 2를 인출하면 R1에 R2 + R3 결괏값이 저장되기 전에 R1 값을 읽어 들이므로 원치 않은 R1 값으로 명령어 2를 수행합니다. 따라서 명령어 2는 명령어 1의 데이터에 의존적입니다. 이처럼 데이터 의존적인 두 명령어를 무작정 동시에 실행하려고 하면 파이프라인이 제대호 작동하지 않는 것을 ‘데이터 위험’이라고 합니다. 제어 위험 제어 위험(control hazard) 은 주로 분기 등으로 인한 ‘프로그램 카운터의 갑작스러운 변화’에 의해 발생합니다. 기본적으로 프로그램 카운터는 ‘현재 실행 중인 명령어의 다음 주소’로 갱신됩니다. 하지만 프로그램 실행 흐름이 바뀌어 명령어가 실행되면서 프로그램 카운터 값에 갑작스러운 변화가 생긴다면 명령어 파이프라인에 미리 가지고 와서 처리 중이었던 명령어들은 아무 쓸모가 없어집니다. 이를 ‘제어 위험’이라고 합니다. 참고: 참고로 이를 위해 사용하는 기술 중 하나가 분기 예측(branch prediction) 입니다. 분기 예측은 프로그램이 어디로 분기할지 미리 예측한 후 그 주소를 인출하는 기술입니다. 구조적 위험 구조적 위험(structural hazard) 은 명령어들을 겹쳐 실행하는 과정에서 서로 다른 명령어가 동시에 ALU, 레지스터 등과 같은 CPU 부품을 사용하려고 할 때 발생합니다. 구조적 위험은 자원 위험(resource hazard) 이라고도 부릅니다. 슈퍼스칼라 파이프라이닝은 단일 파이프라인으로도 구현이 가능하지만, 오늘날 대부분의 CPU에서는 여러 개의 파이프라인을 이용합니다. 이처럼 CPU 내부에 여러 개의 명령어 파이프라인을 포함한 구조를 슈퍼스칼라(superscalar) 라고 합니다. 명령어 파이프라인을 하나만 두는 것이 마치 공장 생산 라인을 한 개 두는 것과 같다면, 슈퍼스칼라는 공장 생산 라인을 여러 개 두는 것과 같습니다. 슈퍼스칼라 구조로 명령어 처리가 가능한 CPU를 슈퍼스칼라 프로세서 또는 슈퍼스칼라 CPU라고 합니다. 슈퍼스칼라 프로세서는 매 클럭 주기마다 동시에 여러 명령어를 인출할 수도, 실행할 수도 있어야 합니다. 가령 멀티스레드 프로세서는 한 번에 여러 명령어를 인출하고, 해석하고, 실행할 수 있기 때문에 슈퍼스칼라 구조를 사용할 수 있습니다. 슈퍼스칼라 프로세서는 이론적으로 파이프라인 개수에 비례하여 프로그램 처리 속도가 빨라집니다. 하지만 파이프라인 위험 등의 예상치 못한 문제가 있어 실제로는 반드시 파이프라인 개수에 비례하여 빨라지지는 않습니다. 이 때문에 슈퍼스칼라 방식을 차용한 CPU는 파이프라인 위험을 방지하기 위해 고도로 설계되어야 합니다. 여러 개의 파이프라인을 이용하면 하나의 파이프라인을 사용할 때 보다 데이터 위험, 제어 위험, 자원 위험을 피하기가 더욱 까다롭기 때문입니다. 비순차적 명령어 처리 비순차적 명령어 처리(OoOE: Out-of-order execution): 보통 OoOE로 줄여 부릅니다. 이 기법은 많은 전공서에서 다루지 않지만, 오늘날 CPU 성능 향상에 크게 기여한 기법이자 대부분의 CPU가 차용하는 기법입니다. 비순차적 명령어 처리 기법은 이름에서도 알 수 있듯 명령어들을 순차적으로 실행하지 않는 기법입니다. 명령어의 ‘합법적인 새치기’라고 볼 수 있습니다. 지금까지 설명했던 명령어 파이프라이닝, 슈퍼스칼라 기법은 모두 여러 명령어의 순차적인 처리를 상정한 방법이었습니다. 프로그램을 위에서 아래로 차례차례 실행하는 방식이었습니다. 하지만 파이프 라인 위험과 같은 예상치 못한 문제들로 인해 이따금씩 명령어는 곧바로 처리되지 못하기도 합니다. 만약 모든 명령어를 순차적으로만 처리한다면 이런 예상치 못한 상황에서 명령어 파이프라인은 멈춰버리게 됩니다. 예를 들어 아래와 같은 명령어들로 이루어진 소스 코드가 있다고 해봅시다. 편의상 ‘메모리 N번지’는 M(N)으로. ‘메모리 N번지에 M을 저장하라’는 M(N) <- M으로 표기하겠습니다. 1. M(100) <- 1 2. M(101) <- 2 3. M(103) <- M(100) + M(101) 4. M(150) <- 1 5. M(151) <- 2 6. M(152) <- 3 여기서 주목해야 할 점은 3번 명령어를 실행하기 위해서는 M(100) 값은 물론 M(101) 값이 결정되어야 하기에 1번과 2번 명령어 실행이 끝날 때까지 기다려야 한다는 점입니다. 이 명령어들을 순차적으로 실행되는 CPU로 실행하면 다음과 같습니다. 2번 명령어 실행이 끝날 때까지 3, 4, 5, 6번 명령어들은 기다립니다. 앞의 코드를 이루는 명령어들 중에 서로 데이터 의존성이 전혀 없는, 순서를 바꿔 처리해도 수행 결과에 영향을 미치지 않는 명령어들이 있습니다. 가령 3번은 다음과 같이 뒤의 명령어와 순서를 바꾸어 실행해도 크게 문제될 것이 없습니다. 이렇게 순서를 바꿔 실행하면 아래와 같이 수행됩니다. 순차적으로 명령어를 처리할 때보다 더 효율적입니다. 이렇게 명령어를 순차적으로만 실행하지 않고 순서를 바꿔 실행해도 무방한 명령어를 먼저 실행하여 명령어 파이프라인이 멈추는 것을 방지하는 기법을 비순차적 명령어 처리 기법 이라고 합니다. 하지만 아무 명령어나 순서를 바꿔서 수행할 수는 없습니다. 예를 들어서 다음 예시를 봅시다. 1. M(100) <- 1 2. M(101) <- 2 3. M(102) <- M(100) + M(101) 4. M(103) <- M(102) + M(101) 5. M(104) <- M(100) 위 코드에서 3번 명령어와 1번 명령어의 순서를 바꿀 수는 없습니다. 3번 명령어를 수행하려면 반드시 M(100) 값이 결정되어야 하기 때문입니다. 마찬가지로 4번 명령어와 1번 명령어는 순서를 바꿀 수 없습니다. 1번 명령어를 토대로 3번 명령어가 수행되고, 3번 명령어를 토대로 4번이 수행되기 때문입니다. 하지만 위 코드에서 4번 명령어와 5번 명령어는 순서를 바꾸어 실행할 수 있습니다. 다시 말해 이 두 명령어는 어떤 의존성도 없기에 순서를 바꿔도 전체 프로그램의 실행 흐름에는 영향이 없습니다. 이처럼 비순차적 명령어 처리가 가능한 CPU는 명령어들이 어떤 명령어와 데이터 의존성을 가지고 있는지, 순서를 바꿔 실행할 수 있는 명령어에는 어떤 것들이 있는지를 판단할 수 있어야 합니다. 키워드로 정리하는 핵심 포인트 명령어 파이프라이닝은 동시에 여러 개의 명령어를 겹쳐 실행하는 기법입니다. 슈퍼 스칼라는 여러 개의 명령어 파이프라인을 두는 기법입니다. 비순차적 명령어 처리 기법은 파이프라인의 중단을 방지하기 위해 명령어를 순차적으로 처리하지 않는 기법입니다.

Archive · 2024-04-19

💾 [CS] 빠른 CPU를 위한 설계 기법

Archive · 2024-04-19

💾 [CS] 명령어 사이클과 인터럽트

Archive · 2024-04-15

💾 [CS] 레지스터

Archive · 2024-04-11

💾 [CS] ALU와 제어장치

ALU와 제어장치. CPU: 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 장치 ALU: CPU 내부에 계산을 담당 레지스터: 명령어를 읽어 들이고 해석하는 제어장치, 작은 임시 저장 장치 ALU ALU: 레지스터를 통해 피연산자 를 받아들이고, 제어장치로부터 수행할 연산을 알려주는 제어 신호 를 받아 들입니다. 레지스터와 제어장치로부터 받아들인 피연산자와 제어 신호로 산술 연산, 논리 연산 등 다양한 연산을 수행합니다. ALU가 내보내는 정보. 연산을 수행한 결과는 특정 숫자나 문자가 될 수도 있고, 메모리 주소가 될 수도 있습니다. 그리고 이 결괏값은 바로 메모리에 저장되지 않고 일시적으로 레지스터에 저장됩니다. CPU가 메모리에 접근하는 속도는 레지스터에 접근하는 속도보다 훨씬 느립니다. ALU가 연산할 때마다 결과를 메모리에 저장한다면 당연하게도 CPU는 메모리에 자주 접근하게 되고, 이는 CPU가 프로그램 실행 속도를 늦출 수 있습니다. 그래서 ALU의 결괏값을 메모리가 아닌 레지스터에 우선 저장하는 것 입니다. ALU는 계산 결과와 더불어 플래그를 내보냅니다. ALU는 결괏값뿐만 아니라 연산 결과에 대한 추가적인 정보를 내보내야 할 때가 있습니다. 연산 결과에 대한 추가적인 상태 정보를 플래그(flag) 라고 합니다. ALU가 내보내는 대표적인 플래그는 아래와 같습니다. 이러한 플래그는 CPU가 프로그램을 실행하는 도중 반드시 기억해야 하는 일종의 참고 정보입니다. 플래그들은 플래그 레지스터 라는 레지스터에 저장됩니다. 플래그 값들을 저장하는 레지스터입니다. 이 레지스터를 읽으면 연산 결과에 대한 추가적인 정보, 참고 정보를 얻을 수 있습니다. 플레그 레지스터 예시와 설명. 예를 들어 플래그 레지스터가 아래와 같은 구조를 가지고 있고, ALU가 연산을 수행한 직후 부호 플래그가 1이 되었다면 연산 결과는 음수임을 알 수 있습니다. 또한 만약 ALU가 연산을 수행한 직후 플래그 레지스터가 아래와 같다면 제로 플래그가 1이 되었으니 연산 결과는 0임을 알 수 있습니다. 이 밖에도 ALU 내부에는 여러 계산을 위한 회로들이 있습니다. 대표적으로 덧셈을 위한 가산기 뺄셈을 위한 보수기 시프트 연산을 수행해 주는 시프터 오버플로우를 대비한 오버플로우 검출기 등등 제어장치. 제어장치: 제어 신호를 내보내고, 해석하는 부품 제어 신호: 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 일종의 전기 신호 제어장치가 받아들이는 정보. 첫째. 제어장치는 클럭 신호를 받아들입니다. 클럭(Clock): 컴퓨터의 모든 부품을 일사분란하게 움직일 수 있게하는 시간 단위 클럭의 주기에 맞춰 한 레지스터에서 다른 레지스터로 데이터가 이동되거나, ALU에서 연산이 수행되거나, CPU가 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들어는 것 입니다. 다만, “컴퓨터의 모든 부품이 클럭 신호에 맞춰 작동한다” 라는 말을 “컴퓨터의 모든 부품이 한 클럭마다 작동한다”라고 이해하면 안됩니다. 컴퓨터 부품들은 클럭이라는 박자에 맞춰 작동할 뿐 한 박자마다 작동하는 건 아닙니다. 가령 다음 그림처럼 하나의 명령어가 여러 클럭에 걸쳐 실행될 수 있습니다. 둘째, 제어장치는 ‘해석해야 할 명령어’를 받아들입니다. CPU가 해석해야 할 명령어는 명령어 레지스터 라는 특별한 레지스터에 저장됩니다. 제어장치는 이 명령어 레지스터로부터 해석할 명령어를 받아들이고 해석한 뒤, 제어 신호를 발생시켜 컴퓨터 부품들에 수행해야 할 내용을 알려줍니다. 셋째, 제어장치는 플래그 레지스터 속 플래그 값을 받아들입니다. 플래그는 ALU 연산에 대한 추가적인 상태 정보입니다. 제어장치는 플래그 값을 받아들이고 이를 참고하여 제어 신호를 발생 시킵니다. 넷째, 제어장치는 시스템 버스, 그중에서 제어 버스로 전달된 제어 신호를 받아들입니다. 제어 신호는 CPU뿐만 아니라 입출력장치를 비롯한 CPU 외부 장치도 발생시킬 수 있습니다. 제어장치는 제어 버스를 통해 외부로부터 전달된 제어 신호를 받아들이기도 합니다. 제어장치가 내보내는 정보. 여기에는 크게 CPU 외부에 전달하는 제어 신호와 CPU 내부에 전달하는 제어 신호가 있습니다. 제어장치가 CPU 외부에 제어 신호를 전달한다는 말은 곧, 제어 버스로 제어 신호를 내보낸다는 말과 같습니다. 이러한 제어 신호에는 크게 메모리에 전달하는 제어 신호와 입출력장치에 전달하는 제어 신호가 있습니다. 제어장치가 메모리에 저장된 값을 읽거나 메모리에 새로운 값을 쓰고 싶다면 메모리로 제어 신호를 내보냅니다. 그리고 제어장치가 입출력장치의 값을 읽거나 입출력장치에 새로운 값을 쓰고 싶을 때는 입출력장치로 제어 신호를 내보냅니다. 제어장치가 CPU 내부에 전달하는 제어 신호에는 크게 ALU에 전달하는 제어 신호와 레지스터에 전달하는 제어 신호가 있습니다. ALU에는 수행할 연산을 지시하기 위해, 레지스터에는 레지스터 간에 데이터를 이동시키거나 레지스터에 저장된 명령어를 해석하기 위해 제어 신호를 내보냅니다. 키워드로 정리하는 핵심 포인트 ALU는 레지스터로부터 피연산자를 받아들이고, 제어장치로부터 제어 신호를 받아들입니다. ALU는 연산 결과와 플래그를 내보냅니다. 제어장치는 클럭, 현재 수행할 명령어, 플래그, 제어 신호를 받아들입니다. 제어장치는 CPU 내부와 외보루 제어 신호 를 내보냅니다. check point 이진수의 음수표현 2의 보수: 모든 0과 1을 뒤집고, 거기에 1을 더한 값 Q1. ALU가 소프트웨어 개발, 특히 iOS 개발에 어떻게 적용될 수 있는지 설명해 주세요. 예를 들어, 어떻게 ALU가 앱의 성능에 영향을 미칠 수 있는지 구체적인 사례를 들어주세요. iOS 앱 개발에서 ALU의 역할은 직접적으로 보이지 않지만, 앱의 성능 최적화에 중요합니다. 예를 들어, 이미지 처리나 데이터 암호화 같은 작업은 많은 산술 및 논리 연산을 필요로 하며, 이는 ALU에서 처리됩니다. 따라서, ALU의 효율적인 사용은 앱의 반응 속도와 전반적인 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. Q2. ALU(산술 논리 장치)의 기본적인 기능은 무엇이며, 컴퓨터 프로세서 내에서 어떤 역할을 합니까? ALU는 컴퓨터의 프로세서 내에 있는 하드웨어 구성 요소로, 기본적인 산술 연산(덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈)과 논리 연산(AND, OR, XOR, NOT)을 수행합니다. 이는 모든 종류의 컴퓨터 프로그램 실행에 기본이 되는 연산이며, 프로세서가 복잡한 계산과 데이터 처리 작업을 수행할 수 있게 해줍니다. Q3. Java 애플리케이션의 성능 최적화와 관련하여, ALU의 역할과 중요성에 대해 설명해 주세요. Java 애플리케이션의 성능 최적화에서 ALU의 역할은 중요합니다. ALU는 계산 작업의 실제 수행 장소이므로, ALU의 효율성은 애플리케이션의 처리 속도와 직접적인 관련이 있습니다. 특히, 고성능을 요구하는 애플리케이션에서는 ALU를 통해 수행되는 연산의 최적화가 애플리케이션 전체의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. Q4. 멀티 쓰레딩 Java 애플리케이션에서 ALU의 처리 능력이 중요한 이유는 무엇이라고 생각하나요? 멀티 쓰레딩 애플리케이션에서는 여러 쓰레드가 동시에 연산을 수행할 수 있으므로, ALU의 처리 능력이 성능의 병목 현상을 방지하는 데 중요합니다. 효율적인 ALU 설계는 복수의 연산을 동시에 빠르게 처리할 수 있게 해주며, 이는 멀티 쓰레딩 환경에서 애플리케이션의 반응 속도와 처리량을 크게 향상시킬 수 있습니다. Q5. 현대의 CPU가 여러 ALU를 갖고 있는 경우, 이것이 Java 백엔드 시스템의 성능에 어떤 영향을 미칠 수 있나요? 여러 ALU를 갖는 프로세서는 동시에 여러 연산을 수행할 수 있으므로, Java 백엔드 시스템에서의 병렬 처리 능력을 크게 향상시킵니다. 이는 데이터베이스 쿼리 처리, 대규모 데이터 분석, 실시간 트랜잭션 처리 등 다양한 작업에서 성능 이점을 제공할 수 있습니다. Q6. Java 애플리케이션에서 복잡한 수학적 연산을 효율적으로 처리하기 위해 개발자가 고려해야 할 ALU와 관련된 측면은 무엇인가요? 개발자는 복잡한 수학적 연산을 효율적으로 처리하기 위해, ALU의 연산 처리 능력을 최대화하는 방법을 고려해야 합니다. 이는 알고리즘의 최적화, 복잡한 연산의 분할 및 정복 전략 적용, 필요한 경우 하드웨어 가속기(예: GPU) 사용 등을 포함할 수 있습니다. Q7. ALU의 한계를 넘어서서 Java 애플리케이션의 성능을 향상시키기 위해 사용할 수 있는 다른 하드웨어 기반 최적화 기술은 무엇이 있을까요? ALU의 한계를 넘어서 Java 애플리케이션의 성능을 향상시키기 위해, 다중 코어 프로세싱, 병렬 처리, GPU 가속, FPGA(필드 프로그래밍 게이트 어레이)를 활용한 커스텀 하드웨어 가속 등의 기술을 활용할 수 있습니다. 이러한 기술들은 특정 유형의 작업에 대해 상당한 성능 향상을 제공할 수 있습니다.

Archive · 2024-04-08

💾 [CS] 명령어의 구조

Archive · 2024-04-04

💾 [CS] 소스코드와 명령어

Archive · 2024-04-01

💾 [CS] 0과 1로 문자를 표현하는 방법

0과 1로 문자를 표현하는 방법. 문자 집합과 인코딩. 반드시 알아야 할 세 가지 용어 문자 집합 인코딩 디코딩 컴퓨터가 인식하교 표현할 수 있는 문자의 모음을 “문자 집합(character set)” 이라고 합니다. 문자를 0과 1로 변환하는 과정을 “문자 인코딩(character encoding)” 이라고 합니다. 0과 1로 이루어진 문자 코드를 사람이 이해할 수 있는 문자로 변환하는 과정을 “문자 디코딩(character decoding)” 이라고 합니다. 아스키 코드. 아스키(ASCII: American Standard Code for Information Interchang) 초창기 문자 집합 중 하나 영어 알파벳과 아라비아 숫자, 그리고 일부 특수 문자를 포함합니다. 아스키 문자 각각 7비트로 표현되는데, 7비트로 표현할 수 있는 정보의 가짓수는 2⁷개로, 총 128개의 문자를 표현할 수 있습니다. 아스키 코드 표를 보면 알 수 있듯 아스키 문자들은 0부터 127까지 총 128개의 숫자 중 하나의 고유한 수에 일대일로 대응됩니다. 아스키 문자에 대응된 고유한 수를 “아스키 코드”라고 합니다. 아스키 코드로 인코딩 아스키 코드를 이진수로 표현함으로써 아스키 문자를 0과 1로 표현할 수 있습니다. 아스키 문자는 이렇게 아스키 코드로 인코딩됩니다. 아스키 코드의 장,단점. 장점 매우 간단하게 인코딩됩니다. 단점 한글을 표현할 수 없습니다. 한글뿐만 아니라 아스키 문자 집합 외의 문자, 특수문자도 표현할 수 없습니다. 그 이유는 근본적으로 아스키 문자 집합에 속한 문자들은 7비트로 표현하기에 128개보다 많은 문자를 표현하지 못하기 때문입니다. 확장 아스키(Extend ASCII). 더 다양한 문자 표현을 위해 아스키 코드에 1비트를 추가한 8비트의 아스키 코드. 그럼에도 표현 가능한 문자 수는 256개여서 턱없이 부족했습니다. EUC-KR. 한국을 포함한 영어권 외의 나라들은 자신들의 언어를 0과 1로 표현할 수 있는 고유한 문자 집합과 인코딩 방식이 필요하다고 생각했습니다. 이러한 이유로 등장한 한글 인코딩 방식 EUC-KR은 KS X 1001, KS X 1003이라는 문자 집합을 기반으로하는 대표적인 완성형 인코딩 방식입니다. 즉, 초성 중성, 종성이 모두 결합된 한글 단어에 2바이크 크기의 코드를 부여합니다. EUC-KR로 인코딩된 한글 한 글자를 표현하려면 16비트(한글 한 글자에 2바이트 코드 부여)가 필요합니다. 16비트는 네 자리 십육진수로 표현할 수 있습니다. 즉, EUC-KR로 인코딩된 한글은 네 자리 십육진수로 나타낼 수 있습니다. 한글 인코딩의 두 가지 방식. 완성형 인코딩. 조합형 인코딩. “완성형 인코딩” 초성, 중성, 종성의 조합으로 이루어진 하나의 글자에 고유한 코드를 부여하는 인코딩 방식입니다. 조합형 인코딩 초성을 위한 비트열, 중성을 위한 비트열, 종성을 위한 비트열을 할당하여 그것들의 조합으로 하나의 글자 코드를 완성하는 인코딩 방식입니다. 다시 말해 초성, 중성, 종성에 해당하는 코드를 합하여 하나의 글자 코드를 만드는 인코딩 방식입니다. EUC-KR의 문제점. 아스키 코드보다 표현할 수 있는 문자가 많아졌지만(총 2,350여개), 이는 모든 한글 조합을 표현할 수 있을 정도로 많은 양은 아닙니다. 그래서 문자 집합에 정의되지 않은 ‘쀍’, ‘쀓’, ‘믜’같은 글자는 EUC-KR로 표현할 수 없습니다. “모든 한글을 표현할 수 없다는 사실은 때때로 크고 작은 문제를 유발합니다.” EUC-KR 인코딩을 사용하는 웹사이트의 한글이 깨지는 현상. EUC-KR 방식으로는 표현할 수 없는 이름으로 인해 은행, 학교 등에서 피해를 받는 사람이 생김. 이러한 문제를 조금이나마 해결하기 위해 등장한 것이 MS사의 “CP929(Code Page 949)” 입니다. CP949는 EUC-KR의 확장된 버전 EUC-KR로는 표현할 수 없는 더욱 다양한 문자를 표현 할 수 있습니다. 다만, 이마저도 한글 전체를 표현하기에 넉넉한 양은 아닙니다. 유니코드와 UTF-8. 모든 나라 언어의 문자 집합과 인코딩 방식이 통일되어 있다면, 다시 말해 모든 언어를 아우르는 문자 집합과 통일된 표준 인코딩 방식이 있다면 언어별로 인코딩하는 수고로움을 덜 수 있을 겁니다. 그래서 등장한 것이 “유니코드(Unicode)” 문자 집합입니다. 유니코드. EUC-KR보다 훨씬 다양한 한글을 포함하며 대부분 나라의 문자, 특수문자, 화살표나 이모티콘까지도 코드로 표현할 수 있는 통일된 문자집합힙니다. 현대 문자를 표현할 때 가장 많이 사용되는 표준 문자 집합이며, 문자 인코딩 세계에서 매우 중요한 역할을 맡고 있습니다. UTF-8, 16, 32 유니코드는 글자에 부여된 값 자체를 인코딩된 값으로 삼지 않고 이 값을 다양한 방법으로 인코딩합니다. 이런 인코딩 방법에는 크게 UTF-8, 16, 32 등이 있습니다. 요컨데 UTF-8, 16, 32는 유니코드 문자에 부여된 값을 인코딩하는 방식입니다. UTF-8 통상 1바이트부터 4바이트까지의 인코딩 결과를 만들어 냅니다. UTF-8로 인코딩한 값의 결과는 1바니크가 될 수도 2바이트, 3바이트, 4바이트가 될 수도 있습니다. UTF-8로 인코딩한 결과가 몇 바이트가 될지는 유니코드 문자에 부여된 값의 범위에 따라 결정됩니다. 4가지 키워드로 정리하는 핵심 포인트 문자 집합은 컴퓨터가 인식할 수 있는 문자의 모음으로, 문자 집합에 속한 문자를 인코딩하여 0과 1로 표현할 수 있습니다. 아스키 문자 집합에 0부터 127까지의 수가 할당되어 아스키 코드로 인코딩됩니다. EUC-KR은 한글을 2바이트 크기로 인코딩할 수 있는 완성형 인코딩 방식입니다. 유니코드는 여러 나라의 문자들을 광범위하게 표현할 수 있는 통일된 문자 집합이며, UTF-8, 16, 32는 유니코드 문자의 인코딩 방식입니다. Q1. iOS 개발에서 문자열을 다루는 것은 매우 흔한 작업입니다. 모든 문자는 컴퓨터 내부에서 0과 1의 이진 코드로 표현됩니다. 예를 들어, 유니코드 인코딩 방식 중 하나인 UTF-8을 사용하여 문자를 이진 코드로 변환할 수 있습니다. ‘안녕하세요’라는 문자열을 UTF-8 인코딩을 사용하여 이진 코드로 어떻게 변환할지 설명해 주세요. 또한, 이 과정에서 iOS 개발에 사용되는 Swift 언어에서 이러한 변환을 수행하는 코드 예시를 작성해 보세요. UTF-8 인코딩 변환 과정 설명 ‘안녕하세요’라는 문자열은 한글 문자로 구성되어 있으며, UTF-8 인코딩에서 한글은 보통 3바이트(24비트)로 인코딩됩니다. UTF-8은 가변 길이 인코딩 방식으로, 각 문자를 1바이트에서 4바이트까지 다양한 길이의 바이트로 인코딩합니다. 예를 들어, ASCII 코드의 경우 1바이트만 사용하지만, 한글과 같은 문자는 더 많은 바이트를 사용합니다. 예시로 ‘안녕하세요’ 중 ‘안’이라는 문자의 유니코드 코드 포인트는 U+548C입니다. 이를 UTF-8로 인코딩하면 다음과 같은 이진수로 표현될 수 있습니다: 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx. 실제 이진 코드로 변환하면 특정 이진값을 갖게 됩니다. (‘안’의 경우 실제 이진 변환 결과는 여기서 직접 계산하지 않았으나, 각 문자를 해당 방식으로 변환할 수 있습니다.) 안녕하세요’를 UTF-8로 인코딩하면 다음과 같은 이진 코드로 표현됩니다: 11101100 10010101 10001000 11101011 10000101 10010101 11101101 10010101 10011000 11101100 10000100 10111000 11101100 10011010 10010100 이진 코드는 각 바이트를 8비트 이진수로 표현한 것입니다. UTF-8 인코딩에서 한글 문자는 대체로 3바이트로 인코딩되므로, 위의 이진 코드는 ‘안녕하세요’의 각 글자를 UTF-8 인코딩으로 변환한 결과를 보여줍니다. 각 부분이 한글 문자 하나를 나타내며, 각 문자는 3개의 바이트(24비트)로 이루어져 있습니다 Swift에서의 구현 예시 Swift에서 문자열을 UTF-8 이진 코드로 변환하는 것은 간단합니다. Swift의 String 타입은 utf8 프로퍼티를 통해 UTF-8 인코딩을 쉽게 접근할 수 있게 해줍니다. let message = "안녕하세요" var binaryString = "" for codeUnit in message.utf8 { binaryString += String(codeUnit, radix: 2) + " " } print(binaryString) 이 코드는 각 문자를 UTF-8 인코딩으로 변환한 후, 각 바이트를 이진수로 변환하여 출력합니다. 출력 결과는 각 UTF-8 인코딩된 바이트를 이진수 형태로 나타낸 것으로, 각 바이트 사이에는 공백이 있습니다. Q2. Java에서는 문자와 문자열을 다루는 일이 자주 발생합니다. 특히 백엔드 시스템을 개발할 때, 다양한 인코딩 방식을 이해하고 이를 적절히 처리할 수 있는 능력이 중요합니다. UTF-8 인코딩 방식은 국제적으로 널리 사용되며, 다양한 언어와 특수 문자를 지원하는 강력한 인코딩 방식입니다. Java에서 문자열 ‘Java 백엔드 개발자’를 UTF-8 인코딩을 사용하여 이진 코드로 변환하는 과정을 설명해 주세요. 또한, 이 과정을 구현하는 Java 코드를 작성해 보세요. 주어진 질문에 대한 답변은 크게 두 부분으로 나눌 수 있습니다: 첫 번째는 UTF-8 인코딩 방식에 대한 이해와 설명이며, 두 번째는 ‘Java 백엔드 개발자’ 문자열을 UTF-8로 인코딩하여 이진 코드로 변환하는 Java 코드의 구현입니다. 1. UTF-8 인코딩 방식에 대한 이해 UTF-8은 유니코드 문자 집합을 인코딩하는 가장 널리 사용되는 방식 중 하나로, 1바이트에서 4바이트까지 다양한 길이의 바이트를 사용하여 전 세계의 거의 모든 문자를 표현할 수 있습니다. UTF-8은 영문 알파벳과 숫자 같은 기본적인 문자들을 1바이트로 표현하고, 그 외의 문자들은 2바이트 이상을 사용합니다. 예를 들어, 한글은 3바이트를 사용하여 표현됩니다. 이러한 특성 때문에, UTF-8은 다국어 처리가 필요한 웹 및 백엔드 시스템 개발에 널리 사용됩니다. 2. Java 코드 구현 ‘Java 백엔드 개발자’ 문자열을 UTF-8로 인코딩하여 이진 코드로 변환하는 과정은 다음 Java 코드를 통해 구현할 수 있습니다: public class Main { public static void main(String[] args) { String text = "Java 백엔드 개발자"; byte[] bytes = text.getBytes(java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8); StringBuilder binaryString = new StringBuilder(); for (byte b : bytes) { // 각 바이트를 이진수로 변환하고, 8자리 이진수 형태를 유지하기 위해 앞에 0을 채움 String binary = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(b & 0xFF)).replace(' ', '0'); binaryString.append(binary).append(" "); } System.out.println(binaryString.toString().trim()); } } 이 코드는 다음과 같은 과정을 거칩니다: 문자열 “Java 백엔드 개발자”를 UTF-8 인코딩을 사용하여 바이트 배열로 변환합니다. 변환된 바이트 배열을 순회하면서, 각 바이트를 8비트 이진수로 변환합니다. 이 때, & 0xFF 연산을 사용하여 부호 없는 정수로 처리하고, String.format을 사용하여 이진수를 8자리로 맞춥니다. 변환된 이진수 문자열을 콘솔에 출력합니다. 이 구현을 통해 후보자는 UTF-8 인코딩 방식의 이해, Java에서의 문자열 처리, 그리고 바이트 및 이진수 처리에 대한 자신의 지식과 기술을 면접관에게 보여줄 수 있습니다. 이는 Java 백엔드 개발자로서 갖추어야 할 중요한 기술 중 하나입니다.

Archive · 2024-03-25

💾 [CS] 컴퓨터 메모리를 16진수로 표시하는 이유

컴퓨터 메모리를 16진수로 표시하는 이유. 이진수와의 호환성 : 컴퓨터는 모든 데이터를 이진수, 즉 0과 1로 처리합니다. 이진수는 매우 기본적이지만, 긴 이진수를 읽고 이해하기는 어렵습니다. 16진수는 이진수를 좀 더 읽기 쉽게 만들어 줍니다. 4비트 이진수 한 덩어리가 16진수 한 자리와 정확히 대응되기 때문에, 이진수를 16진수로 변환하는 것은 자연스럽고 효율적입니다. 예를 들어, 이진수 1111은 16진수 F로 표현됩니다. 효율적인 표현 : 16진수를 사용하면 매우 큰 수나 메모리 주소를 훨씬 짧고, 관리하기 쉬운 형태로 표현할 수 있습니다. 예를 들어, 8비트 이진수인 10011011은 16진수로는 단 두 자리 9B로 표현할 수 있습니다. 이는 프로그래머와 기술자가 메모리 주소나 데이터 값을 빠르게 인식하고 작업하기 용이합니다. 표준화와 호환성 : 16진수는 컴퓨터 과학과 전자공학에서 널리 표준화되어 사용됩니다. 소프트웨어 개발, 디버깅, 하드웨어 설계 등 다양한 분야에서 16진수 사용은 정보를 일관되게 표현하고 전달하는 데 도움을 줍니다. 이는 서로 다른 시스템과 기술 간의 호환성을 증진시키는 역할을 합니다. 디버깅과 분석 용이 : 개발자와 엔지니어가 시스템의 문제를 진단하거나 메모리의 내용을 분석할 때, 16진수 표현은 이진 데이터를 빠르게 읽고 해석할 수 있게 해줍니다. 이는 소프트웨어와 하드웨어의 오류를 찾고 해결하는 과정을 간소화합니다. 이렇게 16진수는 이진수의 복잡성을 줄이면서도 정보를 효과적으로 표현하고 처리할 수 있는 효율적인 방법을 제공합니다. 컴퓨터 공학에서 이러한 방식을 사용함으로써, 우리는 컴퓨터 시스템과 소프트웨어를 보다 쉽게 이해하고, 효율적으로 작업할 수 있게 됩니다.

Archive · 2024-03-21

💾 [CS] 0과 1로 숫자를 표현하는 방법

0과 1로 숫자를 표현하는 방법. 정보 단위. 컴퓨터는 0 또는 1밖에 이해하지 못합니다. 0과 1을 나타내는 나타내는 가장 작은 정보 단위를 “비트(bit)” 라고 합니다. 비트는 0 또는 1, 두 가지 정보를 표현할 수 있습니다. “n비트는 2ⁿ가지 정보를 표현할 수 있습니다.” 바이트(byte) : 여덟 개의 비트를 묶은 단위로, 비트보다 한 단계 큰 단위. 1바이트는 8비트와 같습니다. 2⁸(256)개의 정보를 표현할 수 있습니다. 킬로바이트(kB: kilobyte) : 1바이트 1,000개를 묶은 단위입니다. 메가바이트(MB: megabyte) : 1킬로바이트 1,000개를 묶은 단위입니다. 기가바이트(GB: gigabyte) : 1메가바이트 1,000개를 묶은 단위입니다. 테라바이트(TB: terabyte) : 1기가바이트 1,000개를 묶은 단위입니다. 더 큰 단위도 있습니다. 워드(word) : CPU가 한 번에 처리할 수 있는 데이터 크기를 의미합니다. 만약 CPU가 한 번에 16비트를 처리할 수 있다면 1워드는 16비트가 되고, 한 번에 32비트를 처리할 수 있다면 1워드는 32비트가 되는 것입니다. 워드의 절반 크기를 하프 워드(half word), 1배 크기를 풀 워드(full word), 2배 크기를 더블 워드(double word) 라고 부릅니다. 컴퓨터의 워트 크기는 대부분 32비트 또는 64비트 입니다. 가령 인텔의 x86 CPU는 32비트 워드, x64 CPU는 64비트 워드 CPU입니다. 이진법 0과 1만드로 모든 숫자를 표현하는 방법을 “이진법(binary)” 라고 합니다. 우리가 일상적으로 사용하는 방법은 십진법(decimal) 라고 합니다. 이진법으로 표현한 수를 “이진수” 십진법으로 표현한 수를 “십진수” 숫자만으로 어떤 수가 어떤 진법으로 표현된 수인지 알 수 없습니다. 이런 혼동을 예방하기 위해 이진수 끝에 아래첨자 (2)를 붙이거나 이진수 앞에 0b를 붙입니다. 전자는 주로 이진수를 수학적으로 표기할 때, 후자는 주로 코드 상에서 이진수를 표기할 때 사용합니다. 이진수의 음수 표현 음수를 표현하는 방법 중 가장 널리 사용되는 방법은 2의 보수(two;s complement) 를 구해 이 값을 음수로 간주하는 방법입니다. 2의 보수의 사전적 의미: ‘어떤 수를 그보다 큰 2ⁿ에서 뺀 값’을 의미합니다. 예를 들어 11₍₂₎의 2의 보수는 11₍₂₎보다 큰 2ⁿ, 즉 100₍₂₎에서 11₍₂₎을 뺀 01₍₂₎이 되는 것 입니다. “굳이 이렇게 사전적 의미로 어렵게 이해할 필요는 없습니다. 2의 보수를 매우 쉽게 표현하자면 다음과 같습니다.” ‘모든 0과 1을 뒤집고, 거기에 1을 더한 값’으로 이해하면 됩니다. 예를 들어 11₍₂₎의 모든 0과 1을 뒤집으면 00₍₂₎이고, 거기에 1을 더한 값은 01₍₂₎입니다. 즉, 11₍₂₎의 2의 보수(음수 표현)는 01₍₂₎이 됩니다. “실제로 이진수만 봐서는 이게 음수인지 양수인지 구분하기 어렵습니다. 그래서 컴퓨터 내부에서 어떤 수를 다룰 때는 이 수가 양수인지 음수인지를 구분하기 위해 ‘플래그(flag)’를 사용합니다.” 플래그는 쉽게 말해 부가 정보입니다. 십육진법(hexadecimal) 수가 15를 넘어가는 시점에 자리 올림을 하는 숫자 표현 방식입니다. 그리고 십진수 10, 11, 12, 13, 14, 15를 십육진법 체계에서는 각각 A, B, C, D, E, F로 표기합니다. 십육진수도 이진수와 마찬가지로 숫자 뒤에 아래첨자 ₍₁₆₎를 븉아고너 숫자 앞에 0x룰 븉여 구분합니다. 전자는 주로 수학적으로 표기할 때 사용되는 방식 후자는 주로 코드상에서 십육진수를 표기할 때 사용되는 방식 십육진법을 사용하는 주된 이유 중 하나는 이진수를 십육진수로, 십육진수를 이진수로 변환하기 쉽기 때문입니다. 십육진수를 이진수로 변환하기. 십육진수는 한 글자당 열여섯 종류(0~9, A~F)의 숫자를 표현할 수 있습니다. 십육진수를 이루는 숫자 하나를 이진수로 표현할 때는 4비트가 필요합니다.(2⁴ = 16) 십육진수를 이준수로 변환하는 간편한 방법 중 하나는 십육진수 한 글자를 4비트의 이진수로 간주하는 것 입니다. 즉, 십육진수를 이루고 있는 각 글자를 따로따로(4개의 숫자로 구성된) 이진수로 변환하고, 그것을 이어 붙이면 십육진수가 이진수로 변환됩니다. 이진수를 십육진수로 변환하기 이진수를 십육진수로 변환할 때는 이진수 숫자를 네 개씩 끊고, 끊어 준 네 개의 숫자를 하나의 십육진수로 변환한 뒤 그대로 이어 붙이면 됩니다. 키워드로 정리하는 핵심 포인트 비트는 0과 1로 표현할 수 있는 가장 작은 정보 단위입니다. 바이트, 킬로바이트, 메가바이트, 기가바이트, 테라바이트는 비트보다 더 큰 정보 단위입니다. 이진법은 1을 넘어가는 시점에 자리 올림을 하여 0과 1만으로 수를 표현하는 방법입니다. 이진법에서 음수는 2의 보수로 표현할 수 있습니다. 십육진법은 15를 넘어가는 시점에 자리 올림하여 수를 표현하는 방법입니다. Q1.현대의 컴퓨터와 디지털 기기들은 데이터를 처리하고 저장할 때 기본적으로 0과 1, 즉 이진수를 사용합니다. iOS 개발 과정에서도 이러한 이진수의 원리를 이해하는 것이 중요한데요, 여러분은 이러한 이진수 시스템이 왜 필요하고, 어떻게 우리가 개발하는 앱과 관련이 있는지 설명해주실 수 있나요? 특히, 이진수의 개념이 iOS 앱 개발에서 어떤 실질적인 적용 사례를 가지는지 구체적인 예를 들어 주세요. 이진수 시스템은 컴퓨터와 디지털 기기들이 데이터를 처리하고 저장하는 기본적인 방법입니다. 이 시스템은 0과 1, 두 가지 상태만을 사용하여 정보를 표현하는 방법으로, 컴퓨터 하드웨어는 이러한 이진 상태들을 전기적 신호의 켜짐과 꺼짐으로 해석합니다. 이는 컴퓨터 기술에서 가장 기본이 되는 원리로, 모든 프로그래밍 언어와 운영 체제, 애플리케이션 개발에 깊이 관련되어 있습니다. iOS 앱 개발에 있어 이진수의 이해는 몇 가지 중요한 측면에서 의미를 가집니다: 데이터 저장과 처리: 앱 내에서 사용자 데이터, 설정, 상태 정보 등을 저장하고 처리할 때, 이진 형식이 기본적으로 사용됩니다. 예를 들어, 사용자가 앱 내에서 사진을 찍거나 파일을 다운로드할 때, 이러한 데이터는 이진 형태로 디바이스에 저장됩니다. 통신: 앱이 서버와 데이터를 주고받을 때, 이진 데이터 형식이 널리 사용됩니다. 예를 들어, REST API를 통해 JSON 형식으로 데이터를 교환하더라도, 실제 네트워크를 통한 전송 과정에서는 이진 데이터로 변환되어 처리됩니다. 성능 최적화: 이진수를 직접 다루는 지식은 앱의 성능 최적화에 큰 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 이미지나 동영상 처리, 암호화, 데이터 압축 등 고성능을 요구하는 작업에서는 낮은 수준의 이진 처리가 필요할 수 있습니다. 하드웨어 접근과 제어: iOS 앱 개발에서 때로는 하드웨어의 낮은 수준의 기능에 접근하거나 제어해야 할 필요가 있습니다. 이 경우, 이진수 처리 방식을 이해하는 것이 필수적입니다. 예를 들어, Bluetooth 통신이나 기타 특수한 하드웨어 기능을 사용하는 앱을 개발할 때 이진 데이터의 처리가 필요합니다. 이진수 시스템의 이해는 따라서, 기본적인 데이터의 표현부터 앱의 성능 최적화, 하드웨어 제어에 이르기까지 iOS 앱 개발의 여러 단계에 걸쳐 중요한 역할을 합니다. 이러한 지식은 개발자로서 문제 해결 능력을 향상시키고, 더 효율적이고 강력한 앱을 만드는 데 기여합니다. Q2. 우리가 컴퓨터 과학에서 배우는 가장 기본적인 개념 중 하나는 모든 디지털 데이터가 궁극적으로 0과 1, 즉 이진수로 표현된다는 것입니다. 이러한 이진수 체계를 이해하는 것이 왜 Java 백엔드 개발에 있어 중요한지에 대해 설명해 주세요. 또한, 이 개념이 실제 백엔드 시스템 개발과 운영에 어떻게 적용될 수 있는지 구체적인 예를 들어 설명해주실 수 있나요? 이진수 체계의 이해는 Java 백엔드 개발에 있어 여러 가지 이유로 중요합니다: 데이터 표현 및 처리의 기본: 컴퓨터는 모든 정보를 이진수로 처리하고 저장합니다. Java 백엔드 개발자로서 데이터를 저장, 검색, 변환하는 다양한 작업을 수행할 때 이진 데이터의 이해는 필수적입니다. 예를 들어, 파일 시스템에서 데이터를 읽고 쓰거나, 네트워크 통신을 통해 데이터를 송수신할 때 이진 데이터 형식에 대한 지식이 필요합니다. 성능 최적화: 이진수에 대한 이해는 데이터 압축, 암호화, 데이터 전송 최적화와 같은 고급 개발 작업에서 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 대용량 데이터를 효율적으로 처리하기 위해 비트 연산을 사용할 수 있으며, 이는 이진수의 원리를 이해할 때 가능해집니다. 암호화 및 보안: 현대의 암호화 알고리즘은 대부분 이진수 기반의 복잡한 수학적 연산을 사용합니다. 백엔드 시스템에서 사용자 데이터의 보안을 유지하기 위해 데이터를 암호화하고 해시 함수를 적용할 때, 이진수 원리의 이해는 필수적입니다. 하드웨어 및 시스템 인터페이스: 백엔드 시스템은 때로 특정 하드웨어나 시스템과 직접적으로 상호작용해야 할 수 있습니다. 이러한 상호작용은 종종 낮은 수준의 데이터 표현에 대한 깊은 이해를 요구하며, 이는 이진수 체계의 지식이 있을 때 효율적으로 수행될 수 있습니다. 이진수 체계의 이해는 Java 백엔드 개발자가 효율적이고 안전한 시스템을 설계하고 구현하는 데 필수적인 기초를 제공합니다. 데이터의 기본적인 표현 방식을 이해함으로써 개발자는 보다 깊은 수준에서 시스템을 이해하고, 성능과 보안 문제를 더 잘 해결할 수 있게 됩니다.

Archive · 2024-03-21

💾 [CS] 컴퓨터 구조의 큰 그림

컴퓨터 구조의 큰 그림 우리가 알아야 할 컴퓨터 구조 지식은 크게 두 가지 입니다. 컴퓨터가 이해하는 정보 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품 컴퓨터가 이해하는 정보 데이터 컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보 명령어 컴퓨터를 실직적으로 작동 시키는 중요한 정보 데이터 없이는 아무것도 할 수 없는 정보 덩어리 “데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동 시키는 장보” “즉, 명령어는 컴퓨터를 작동시키는 정보이고, 데이터는 명령어를 위해 존재하는 일종의 재료입니다.” 컴퓨터 프로그램은 ‘명령어들의 모음’으로 정의되기도 합니다. 그래서 명령어는 컴퓨터 구조를 학습하는 데 있어 데이터보다 더 중요한 개념. 컴퓨터의 4가지 핵심 부품. 중앙처리장치(Central Programming Unit, CPU) 컴퓨터의 두뇌 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고, 실행하는 부품입니다. CPU 내부 구성 요소 중 가장 중요한 세 가지는 산술논리연산장치(ALU: Arithmetic Logic Unit), 레지스터(register), 제어장치(CU: Control Unit) 입니다. ALU: 계산기, 계산만을 위해 존재하는 부품, 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산은 ALU가 도맡아 수행 레지스터: CPU 내부의 작은 임시 저장 장치, 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장, CPU 안에는 여러 개의 레지스터가 존재하고 각기 다른 이름과 역할을 가짐 제어장치: 제어 신호(Control Signal)라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치. 제어 신호란 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 일종의 전기 신호 CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 메모리를 향해 “메모리 읽기”라는 제어 신호를 보낸다. CPU가 메모리에 어떤 값을 저장하고 싶을 땐 메모리를 향해 “메모리 쓰기”라는 제어 신호를 보낸다. 주기억장치(Main memory, 메모리) 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품. 즉, 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 합니다. 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있습니다. 보조기억장치(secondary storage) 메모리보다 크기가 크고 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는 메모리를 보조할 저장 장치 보조기억장치는 ‘보관할’ 프로그램을 저장한다고 생각해도 좋다. 입출력장치(input/output(I/O) device) 마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드처럼 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치를 의미. ‘컴퓨터 주변에 붙어 있는 장치’라는 의미에서 “주변장치(peripheral device)”라 통칭하기도 함. “주소” 컴퓨터가 빠르게 작동하기 위해서는 메모리 속 명령어와 데이터가 정돈된 위치에 저장되어 있어야 합니다. 그래서 메모리에는 저장된 값에 빠르게 효율적으로 접근하기 위해 주소(address)라는 개념이 사용됩니다. 주소로 메모리 내 원하는 위치에 접근할 수 있습니다. 메인보드와 시스템 버스 메인보드 마더보드(mother board)라고도 부름 메인보드에는 앞에서 소개한 부품을 비롯한 여러 컴퓨터 부품을 부착할 수 있는 슬록과 연결 단자가 있습니다. 메인 보드에 연력된 부품들은 서로 정보를 주고 받을수 있습니다. 이는 메인보드 내부에 “버스(bus)”라는 통로가 있기 때문입니다. 시스템 버스(system bus) 여러 버스 가운데 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스입니다. 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구성되어 있습니다. 주소 버스(address bus): 주소를 주고받는 통로 데이터 버스(data bus): 명령어롸 데이터를 주고 받는 통로 제어 버스(control bus): 제어 신호를 주고 받는 통로 키워드로 정리하는 핵심 포인트 컴퓨터가 이해하는 정보에는 “데이터” 와 “명령어” 가 있습니다. “메모리” 는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품입니다. “CPU” 는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 부품입니다. “보조기억장치” 는 전원이 꺼져도 보관할 프로그램을 저장하는 부품입니다. “입출력장치” 는 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품입니다. “시스템 버스” 는 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품들이 서로 정보를 주고받는 통로입니다. Q1. “메모리 주소가 무엇이며, iOS 시스템 내에서 어떤 역할을 수행한다고 생각하나요?” 메모리 주소는 컴퓨터 메모리 내에서 데이터나 명령어의 위치를 식별하는 데 사용되는 고유한 식별자입니다. 각 바이트 또는 워드에는 메모리 내의 위치를 나타내는 고유한 주소가 있으며, 이를 통해 CPU와 다른 시스템 구성 요소가 필요한 데이터를 정확히 찾아 읽고 쓸 수 있습니다. iOS 시스템 내에서 메모리 주소의 역할은 특히 중요합니다. iOS는 메모리 관리에 자동 참조 카운팅(ARC)를 사용하여 객체의 생명 주기를 관리합니다. ARC는 객체에 대한 참조가 더 이상 필요하지 않게 되면 자동으로 메모리를 해제합니다. 이 과정에서 메모리 주소를 사용하여 각 객체의 위치를 파악하고 관리합니다. 따라서, 개발자로서 메모리 주소의 이해는 메모리 누수를 방지하고 앱의 성능을 최적화하는 데 필수적입니다. 또한, 메모리 주소를 이해하는 것은 포인터를 사용한 프로그래밍, 메모리 접근 최적화, 그리고 다양한 메모리 관리 기법을 적용하는 데 중요합니다. 예를 들어, 효율적인 데이터 구조 설계, 대규모 데이터 처리, 멀티스레딩 환경에서의 데이터 공유와 동기화 문제 해결 등은 메모리 주소와 밀접한 관련이 있습니다. iOS 시스템 내에서 메모리 주소의 관리와 최적화는 앱의 반응 속도, 안정성, 그리고 사용자 경험에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 이를 정확히 이해하고 효과적으로 활용하는 능력은 iOS 개발자에게 매우 중요한 자질입니다. Q2. “메모리 주소가 무엇이며, Java 시스템 내에서 어떤 역할을 수행한다고 생각하나요?” “메모리 주소는 컴퓨터 메모리 내의 특정 위치를 식별하는 데 사용되는 고유한 식별자입니다. 이 주소를 통해, 컴퓨터 시스템은 메모리 내에서 데이터나 명령어를 정확히 찾아내어 읽고 쓸 수 있습니다. 간단히 말해, 메모리 주소는 컴퓨터 메모리 내의 ‘우편 주소’와 유사한 역할을 수행합니다. Java 시스템 내에서, 메모리 주소의 역할은 Java 가상 머신(JVM)에 의해 추상화되어 다루어집니다. Java 개발자들은 직접적으로 메모리 주소를 다루지 않으며, 대신 Java가 제공하는 추상화된 메모리 모델을 사용하여 프로그래밍합니다. Java에서는 객체와 배열 등이 힙 메모리에 할당되며, 개발자는 이러한 객체에 대한 참조를 통해 메모리를 접근하게 됩니다. 여기서 ‘참조’는 실제 메모리 주소를 직접적으로 나타내지는 않지만, 특정 객체를 가리키는 역할을 합니다. JVM은 가비지 컬렉션(Garbage Collection)을 통해 메모리 관리를 자동화합니다. 가비지 컬렉터는 더 이상 사용되지 않는 객체를 자동으로 검출하고, 그 메모리를 회수하여 재사용 가능하게 만듭니다. 이 과정에서 JVM은 내부적으로 메모리 주소를 관리하여, 효율적인 메모리 할당과 해제를 수행합니다. 따라서, Java 시스템 내에서 메모리 주소는 주로 메모리 할당, 객체 참조, 그리고 가비지 컬렉션과 같은 메모리 관리 작업에 중요한 역할을 수행합니다. Java 개발자로서 우리의 역할은 주로 안전하고 효율적인 코드 작성에 초점을 맞추며, JVM이 메모리 관리의 세부 사항을 추상화하고 처리하도록 합니다. 이렇게 함으로써, 개발자는 메모리 관리의 복잡성으로부터 벗어나 비즈니스 로직 구현에 더 집중할 수 있습니다.”

Archive · 2024-03-18

💾 [CS] 패턴 매칭(Pattern Matching)과 표현 매칭(Expression Matching)

패턴 매칭(Pattern Matching)과 표현 매칭(Expression Matching). 패턴 매칭과 표현 매칭은 프로그래밍 언어나 소프트웨어 개발에서 사용되는 두 가지 다른 개념입니다. 둘 다 데이터나 표현식의 구조를 분석하고 일치 여부를 판단하는 방법이지만, 적용되는 맥락과 목적에서 차이가 있습니다. 패턴 매칭(Pattern Matching). 데이터의 구조와 그 내용을 기반으로 한 매칭 방식입니다. 입력된 데이터가 특정 패턴이나 구조와 일치하는지를 검사합니다. 이를 통해 데이터의 타입, 값, 구조 등을 확인하고 , 그에 따른 처리를 분기하는 데 사용됩니다. 표현 매칭(Expression Matching) 특정 표현식이나 문자열이 주어진 패턴이나 규칙과 일치하는지를 확인하는 방법입니다. 주로 문자열 처리, 정규 표현식 사용, 텍스트 분석에서 널리 사용됩니다. 표현 매칭은 특정 패턴(예: 정규 표현식)을 정의하고, 대상 문자열이 이 패턴과 일치하는지 여부를 판단합니다. 이는 검색, 데이터 검증, 파싱 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 차이점 요약 적용 분야 패턴 매칭은 주로 데이터의 구조와 타입을 다루는 함수형 프로그래밍에서 사용됩니다. 반면, 표현 매칭은 문자열이나 텍스트 데이터를 처리할 때 사용되는 패턴(예: 정규 표현식)과의 일치 여부를 확인하는 데 쓰입니다. 목적 패턴 매칭은 데이터의 구조를 통해 복잡한 데이터 타입을 효율적으로 분해하고 처리하는 데 중점을 둡니다. 표현 매칭은 문자열 내에서 특정 패턴의 존재 여부를 검사하고, 데이터를 검증하거나 추출하는 데 주로 사용됩니다. 사용 사례 패턴 매칭은 데이터 타입 분해, 조건 분기 처리 등에 사용되며, 함수형 프로그래밍 언어에서 자주 볼 수 있습니다. 표현 매칭은 로그 분석, 웹 페이지 파싱, 사용자 입력 검증 등 문자열 처리에 널리 사용됩니다. 두 방법은 각각의 사용 사례와 목적에 맞게 선택하여 사용되며, 프로그래밍에서의 다양한 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다.

Archive · 2024-03-14

💾 [CS] 컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유

Archive · 2024-03-14

💾 [CS] 컴퓨터의 구성

컴퓨터의 구성. 1. 컴퓨터가 시스템은 크게 어떻게 나누어 지나요? 컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어집니다. 하드웨어는 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치입니다. 중앙처리장치(CPU) 기억장치: RAM, HDD 입출력 장치: 마우스, 프린터 소프트웨어는 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어 집합입니다. 시스템 소프트웨어: 운영체제, 컴파일러 응용 소프트웨어: 워드프로세서, 스프레드시트 1.1 명령어란 무엇일까요? 명령어는 컴퓨터에게 무엇을, 어떻게 해야 하는지를 알려주는 지시사항입니다. 콤퓨터는 이러한 명령어들을 해석하고 실행하여 다양한 작업을 수행합니다. 명령어 구성 요소 연산자(Operation Code, Opcode) : 수행해야 할 기본적은 작업의 유형을 나타냅니다. 예를 들어, 데이터를 더하거나 빼거나, 저장하는 등의 작업이 이에 해당합니다. 피연산자(Operand) : 연산자가 작용할 데이터나, 그 데이터가 위치한 메모리 주소를 가리킵니다. 즉, 연산자가 어떤 데이터에 대한 작업을 수행할지를 지정합니다. 결과(Result) : 연산의 결과를 저장할 위치입니다. 이는 명령어에 따라 명시적으로 주어지거나, 특정 규칙에 따라 암시적으로 결정될 수 있습니다. 명령어들은 프로그래밍 언어로 작성되며, 고급 프로그래밍 언어에서 작성된 코드는 컴파일러나 인터프리터를 통해 기계어로 번역되어 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 변환됩니다. 기계어는 컴퓨터의 프로세서가 직접 실행할 수 있는 매우 기본적이고 낮은 수준의 명령어 집합입니다. 2. 하드웨어란 무엇인가요? 하드웨어는 중앙처리장치(CPU), 기억장치, 입출력장치로 구성되어 있으며 이들은 시스템 버스로 연결되어 있습니다. 시스템 버스는 데이터와 명령 제어 신호를 각 장치로 실어나르는 역할을 합니다. 2.2 중앙처리장치(CPU)란 무엇인가요? 인간으로 따지면 두뇌에 해당하는 부분입니다. 주기억장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 명령어의 수행 순서를 제어합니다. 중앙처리장치는 비교와 연산을 담당하는 산술논리연산장치(ALU)와 명령어의 해석과 실행을 담당하는 제어장치, 속도가 빠른 데이터 기억장소인 레지스터로 구성되어 있습니다. 개인용 컴퓨터와 같은 소형 컴퓨터에서는 CPU를 마이크로프로세서라고도 부릅니다. 2.3 기억장치란 무엇인가요? 프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치입니다. 기억장치는 주기억장치와 보조기억 장치로 나누어집니다. RAM과 ROM도 이곳에 해당합니다. 실행중인 프로그램과 같은 프로그램에 필요한 데이터를 일시적으로 저장합니다. 보조기억장치는 하드디스크 등을 말하며, 주기억장치에 비해 속도는 느리지만 많은 자료를 영구적으로 보관할 수 있는 장점이 있습니다. 2.4 입출력장치란 무엇인가요? 먼저 입출력장치는 입력과 출력 장치로 나뉘어집니다. 입력 장치는 컴퓨터 내부로 자료를 입력하는 장치인 키보드, 마우스등이 이에 속합니다. 출력 장치는 컴퓨터에서 외부로 표현하는 장치인 프린터, 모니터, 스피커등이 이에 속합니다. 3. 시스템 버스란 무엇인가요? 시스템 버스는 하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선을 말합니다. 시스템 버스는 각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로가 되어줍니다. 시스템 버스는 용도에 따라 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나뉘어집니다. 3.1 데이터 버스란 무엇인가요? 데이터 버스란 중앙처리장치와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로를 말합니다. 기억장치와 입출력장치의 명령어와 데이터를 중앙처리장치로 보내거나, 중앙처리장치의 연산 결과를 기억장치와 입출력장치로 보내는 ‘양방향’ 버스입니다. 3.2 주소 버스란 무엇인가요? 주소 버스는 중앙처리장치가 주기억장치나 입출력장치로 기억장치 주소를 전달하는 통로입니다. 주소버스는 그렇기 때문에 ‘단방향’ 버스입니다. 데이터를 정확히 실어나르기 위해서는 기억장치’주소’를 정해주어야 합니다. 3.3 제어 버스 제어 버스는 중앙처리장치가 기억장치나 입출력장치에 제어 신호를 전달하는 통로입니다. 제어 신호의 종류에는 기억장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클락, 리셋 등이 있습니다. 제어 버스는 읽기 동작과 쓰기 동작을 모두 수행하기 때문에 ‘양방향’ 버스입니다. 제어 버스가 필요한 이유는 주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되는데 이때 이를 제어할 수단이 필요하기 때문입니다. 4. 컴퓨터의 데이터 처리과정 컴퓨터는 기본적으로 읽고 처리한 뒤 저장하는 과정으로 이루어집니다. (READ -> PROCESS -> WRITE) 이 과정을 진행하면서 끊임없이 주기억장치(RAM)과 소통합니다. 이때 운영체제가 64bit라면, CPU는 RAM으로부터 데이터를 한번에 64bit씩 읽어옵니다.

Archive · 2024-02-29

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