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๐Ÿ’พ [CS] ์ปดํ“จํ„ฐ์˜ ๊ตฌ์„ฑ
CS

์ปดํ“จํ„ฐ์˜ ๊ตฌ์„ฑ.

1. ์ปดํ“จํ„ฐ๊ฐ€ ์‹œ์Šคํ…œ์€ ํฌ๊ฒŒ ์–ด๋–ป๊ฒŒ ๋‚˜๋ˆ„์–ด ์ง€๋‚˜์š”?

  • ์ปดํ“จํ„ฐ ์‹œ์Šคํ…œ์€ ํฌ๊ฒŒ ํ•˜๋“œ์›จ์–ด์™€ ์†Œํ”„ํŠธ์›จ์–ด๋กœ ๋‚˜๋ˆ„์–ด์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.
    • ํ•˜๋“œ์›จ์–ด๋Š” ์ปดํ“จํ„ฐ๋ฅผ ๊ตฌ์„ฑํ•˜๋Š” ๊ธฐ๊ณ„์  ์žฅ์น˜์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
      • ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜(CPU)
      • ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜: RAM, HDD
      • ์ž…์ถœ๋ ฅ ์žฅ์น˜: ๋งˆ์šฐ์Šค, ํ”„๋ฆฐํ„ฐ
    • ์†Œํ”„ํŠธ์›จ์–ด๋Š” ํ•˜๋“œ์›จ์–ด์˜ ๋™์ž‘์„ ์ง€์‹œํ•˜๊ณ  ์ œ์–ดํ•˜๋Š” ๋ช…๋ น์–ด ์ง‘ํ•ฉ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
      • ์‹œ์Šคํ…œ ์†Œํ”„ํŠธ์›จ์–ด: ์šด์˜์ฒด์ œ, ์ปดํŒŒ์ผ๋Ÿฌ
      • ์‘์šฉ ์†Œํ”„ํŠธ์›จ์–ด: ์›Œ๋“œํ”„๋กœ์„ธ์„œ, ์Šคํ”„๋ ˆ๋“œ์‹œํŠธ

1.1 ๋ช…๋ น์–ด๋ž€ ๋ฌด์—‡์ผ๊นŒ์š”?

  • ๋ช…๋ น์–ด๋Š” ์ปดํ“จํ„ฐ์—๊ฒŒ ๋ฌด์—‡์„, ์–ด๋–ป๊ฒŒ ํ•ด์•ผ ํ•˜๋Š”์ง€๋ฅผ ์•Œ๋ ค์ฃผ๋Š” ์ง€์‹œ์‚ฌํ•ญ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์ฝคํ“จํ„ฐ๋Š” ์ด๋Ÿฌํ•œ ๋ช…๋ น์–ด๋“ค์„ ํ•ด์„ํ•˜๊ณ  ์‹คํ–‰ํ•˜์—ฌ ๋‹ค์–‘ํ•œ ์ž‘์—…์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

๋ช…๋ น์–ด ๊ตฌ์„ฑ ์š”์†Œ

  • ์—ฐ์‚ฐ์ž(Operation Code, Opcode) : ์ˆ˜ํ–‰ํ•ด์•ผ ํ•  ๊ธฐ๋ณธ์ ์€ ์ž‘์—…์˜ ์œ ํ˜•์„ ๋‚˜ํƒ€๋ƒ…๋‹ˆ๋‹ค. ์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค์–ด, ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ๋”ํ•˜๊ฑฐ๋‚˜ ๋นผ๊ฑฐ๋‚˜, ์ €์žฅํ•˜๋Š” ๋“ฑ์˜ ์ž‘์—…์ด ์ด์— ํ•ด๋‹นํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
  • ํ”ผ์—ฐ์‚ฐ์ž(Operand) : ์—ฐ์‚ฐ์ž๊ฐ€ ์ž‘์šฉํ•  ๋ฐ์ดํ„ฐ๋‚˜, ๊ทธ ๋ฐ์ดํ„ฐ๊ฐ€ ์œ„์น˜ํ•œ ๋ฉ”๋ชจ๋ฆฌ ์ฃผ์†Œ๋ฅผ ๊ฐ€๋ฆฌํ‚ต๋‹ˆ๋‹ค. ์ฆ‰, ์—ฐ์‚ฐ์ž๊ฐ€ ์–ด๋–ค ๋ฐ์ดํ„ฐ์— ๋Œ€ํ•œ ์ž‘์—…์„ ์ˆ˜ํ–‰ํ• ์ง€๋ฅผ ์ง€์ •ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
  • ๊ฒฐ๊ณผ(Result) : ์—ฐ์‚ฐ์˜ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ €์žฅํ•  ์œ„์น˜์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์ด๋Š” ๋ช…๋ น์–ด์— ๋”ฐ๋ผ ๋ช…์‹œ์ ์œผ๋กœ ์ฃผ์–ด์ง€๊ฑฐ๋‚˜, ํŠน์ • ๊ทœ์น™์— ๋”ฐ๋ผ ์•”์‹œ์ ์œผ๋กœ ๊ฒฐ์ •๋  ์ˆ˜ ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

๋ช…๋ น์–ด๋“ค์€ ํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐ ์–ธ์–ด๋กœ ์ž‘์„ฑ๋˜๋ฉฐ, ๊ณ ๊ธ‰ ํ”„๋กœ๊ทธ๋ž˜๋ฐ ์–ธ์–ด์—์„œ ์ž‘์„ฑ๋œ ์ฝ”๋“œ๋Š” ์ปดํŒŒ์ผ๋Ÿฌ๋‚˜ ์ธํ„ฐํ”„๋ฆฌํ„ฐ๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๊ธฐ๊ณ„์–ด๋กœ ๋ฒˆ์—ญ๋˜์–ด ์ปดํ“จํ„ฐ๊ฐ€ ์ดํ•ดํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ํ˜•ํƒœ๋กœ ๋ณ€ํ™˜๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

  • ๊ธฐ๊ณ„์–ด๋Š” ์ปดํ“จํ„ฐ์˜ ํ”„๋กœ์„ธ์„œ๊ฐ€ ์ง์ ‘ ์‹คํ–‰ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๋งค์šฐ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ด๊ณ  ๋‚ฎ์€ ์ˆ˜์ค€์˜ ๋ช…๋ น์–ด ์ง‘ํ•ฉ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

2. ํ•˜๋“œ์›จ์–ด๋ž€ ๋ฌด์—‡์ธ๊ฐ€์š”?

  • ํ•˜๋“œ์›จ์–ด๋Š” ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜(CPU), ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜, ์ž…์ถœ๋ ฅ์žฅ์น˜๋กœ ๊ตฌ์„ฑ๋˜์–ด ์žˆ์œผ๋ฉฐ ์ด๋“ค์€ ์‹œ์Šคํ…œ ๋ฒ„์Šค๋กœ ์—ฐ๊ฒฐ๋˜์–ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์‹œ์Šคํ…œ ๋ฒ„์Šค๋Š” ๋ฐ์ดํ„ฐ์™€ ๋ช…๋ น ์ œ์–ด ์‹ ํ˜ธ๋ฅผ ๊ฐ ์žฅ์น˜๋กœ ์‹ค์–ด๋‚˜๋ฅด๋Š” ์—ญํ• ์„ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

2.2 ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜(CPU)๋ž€ ๋ฌด์—‡์ธ๊ฐ€์š”?

  • ์ธ๊ฐ„์œผ๋กœ ๋”ฐ์ง€๋ฉด ๋‘๋‡Œ์— ํ•ด๋‹นํ•˜๋Š” ๋ถ€๋ถ„์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์ฃผ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜์—์„œ ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ ๋ช…๋ น์–ด์™€ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ์ฝ์–ด์™€ ์ฒ˜๋ฆฌํ•˜๊ณ  ๋ช…๋ น์–ด์˜ ์ˆ˜ํ–‰ ์ˆœ์„œ๋ฅผ ์ œ์–ดํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜๋Š” ๋น„๊ต์™€ ์—ฐ์‚ฐ์„ ๋‹ด๋‹นํ•˜๋Š” ์‚ฐ์ˆ ๋…ผ๋ฆฌ์—ฐ์‚ฐ์žฅ์น˜(ALU)์™€ ๋ช…๋ น์–ด์˜ ํ•ด์„๊ณผ ์‹คํ–‰์„ ๋‹ด๋‹นํ•˜๋Š” ์ œ์–ด์žฅ์น˜, ์†๋„๊ฐ€ ๋น ๋ฅธ ๋ฐ์ดํ„ฐ ๊ธฐ์–ต์žฅ์†Œ์ธ ๋ ˆ์ง€์Šคํ„ฐ๋กœ ๊ตฌ์„ฑ๋˜์–ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.
  • ๊ฐœ์ธ์šฉ ์ปดํ“จํ„ฐ์™€ ๊ฐ™์€ ์†Œํ˜• ์ปดํ“จํ„ฐ์—์„œ๋Š” CPU๋ฅผ ๋งˆ์ดํฌ๋กœํ”„๋กœ์„ธ์„œ๋ผ๊ณ ๋„ ๋ถ€๋ฆ…๋‹ˆ๋‹ค.

2.3 ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜๋ž€ ๋ฌด์—‡์ธ๊ฐ€์š”?

  • ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ, ๋ฐ์ดํ„ฐ, ์—ฐ์‚ฐ์˜ ์ค‘๊ฐ„ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ €์žฅํ•˜๋Š” ์žฅ์น˜์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
    • ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜๋Š” ์ฃผ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜์™€ ๋ณด์กฐ๊ธฐ์–ต ์žฅ์น˜๋กœ ๋‚˜๋ˆ„์–ด์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.
      • RAM๊ณผ ROM๋„ ์ด๊ณณ์— ํ•ด๋‹นํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
      • ์‹คํ–‰์ค‘์ธ ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ๊ณผ ๊ฐ™์€ ํ”„๋กœ๊ทธ๋žจ์— ํ•„์š”ํ•œ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ์ผ์‹œ์ ์œผ๋กœ ์ €์žฅํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
        • ๋ณด์กฐ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜๋Š” ํ•˜๋“œ๋””์Šคํฌ ๋“ฑ์„ ๋งํ•˜๋ฉฐ, ์ฃผ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜์— ๋น„ํ•ด ์†๋„๋Š” ๋Š๋ฆฌ์ง€๋งŒ ๋งŽ์€ ์ž๋ฃŒ๋ฅผ ์˜๊ตฌ์ ์œผ๋กœ ๋ณด๊ด€ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ์žฅ์ ์ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

2.4 ์ž…์ถœ๋ ฅ์žฅ์น˜๋ž€ ๋ฌด์—‡์ธ๊ฐ€์š”?

  • ๋จผ์ € ์ž…์ถœ๋ ฅ์žฅ์น˜๋Š” ์ž…๋ ฅ๊ณผ ์ถœ๋ ฅ ์žฅ์น˜๋กœ ๋‚˜๋‰˜์–ด์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์ž…๋ ฅ ์žฅ์น˜๋Š” ์ปดํ“จํ„ฐ ๋‚ด๋ถ€๋กœ ์ž๋ฃŒ๋ฅผ ์ž…๋ ฅํ•˜๋Š” ์žฅ์น˜์ธ ํ‚ค๋ณด๋“œ, ๋งˆ์šฐ์Šค๋“ฑ์ด ์ด์— ์†ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์ถœ๋ ฅ ์žฅ์น˜๋Š” ์ปดํ“จํ„ฐ์—์„œ ์™ธ๋ถ€๋กœ ํ‘œํ˜„ํ•˜๋Š” ์žฅ์น˜์ธ ํ”„๋ฆฐํ„ฐ, ๋ชจ๋‹ˆํ„ฐ, ์Šคํ”ผ์ปค๋“ฑ์ด ์ด์— ์†ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

3. ์‹œ์Šคํ…œ ๋ฒ„์Šค๋ž€ ๋ฌด์—‡์ธ๊ฐ€์š”?

  • ์‹œ์Šคํ…œ ๋ฒ„์Šค๋Š” ํ•˜๋“œ์›จ์–ด ๊ตฌ์„ฑ ์š”์†Œ๋ฅผ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์œผ๋กœ ์—ฐ๊ฒฐํ•˜๋Š” ์„ ์„ ๋งํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์‹œ์Šคํ…œ ๋ฒ„์Šค๋Š” ๊ฐ ๊ตฌ์„ฑ์š”์†Œ๊ฐ€ ๋‹ค๋ฅธ ๊ตฌ์„ฑ์š”์†Œ๋กœ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ๋ณด๋‚ผ ์ˆ˜ ์žˆ๋„๋ก ํ†ต๋กœ๊ฐ€ ๋˜์–ด์ค๋‹ˆ๋‹ค.
      • ์‹œ์Šคํ…œ ๋ฒ„์Šค๋Š” ์šฉ๋„์— ๋”ฐ๋ผ ๋ฐ์ดํ„ฐ ๋ฒ„์Šค, ์ฃผ์†Œ ๋ฒ„์Šค, ์ œ์–ด ๋ฒ„์Šค๋กœ ๋‚˜๋‰˜์–ด์ง‘๋‹ˆ๋‹ค.

3.1 ๋ฐ์ดํ„ฐ ๋ฒ„์Šค๋ž€ ๋ฌด์—‡์ธ๊ฐ€์š”?

  • ๋ฐ์ดํ„ฐ ๋ฒ„์Šค๋ž€ ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜์™€ ๊ธฐํƒ€ ์žฅ์น˜ ์‚ฌ์ด์—์„œ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ์ „๋‹ฌํ•˜๋Š” ํ†ต๋กœ๋ฅผ ๋งํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
    • ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜์™€ ์ž…์ถœ๋ ฅ์žฅ์น˜์˜ ๋ช…๋ น์–ด์™€ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜๋กœ ๋ณด๋‚ด๊ฑฐ๋‚˜, ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜์˜ ์—ฐ์‚ฐ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜์™€ ์ž…์ถœ๋ ฅ์žฅ์น˜๋กœ ๋ณด๋‚ด๋Š” โ€˜์–‘๋ฐฉํ–ฅโ€™ ๋ฒ„์Šค์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

3.2 ์ฃผ์†Œ ๋ฒ„์Šค๋ž€ ๋ฌด์—‡์ธ๊ฐ€์š”?

  • ์ฃผ์†Œ ๋ฒ„์Šค๋Š” ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜๊ฐ€ ์ฃผ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜๋‚˜ ์ž…์ถœ๋ ฅ์žฅ์น˜๋กœ ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜ ์ฃผ์†Œ๋ฅผ ์ „๋‹ฌํ•˜๋Š” ํ†ต๋กœ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์ฃผ์†Œ๋ฒ„์Šค๋Š” ๊ทธ๋ ‡๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— โ€˜๋‹จ๋ฐฉํ–ฅโ€™ ๋ฒ„์Šค์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
      • ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ์ •ํ™•ํžˆ ์‹ค์–ด๋‚˜๋ฅด๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜โ€™์ฃผ์†Œโ€™๋ฅผ ์ •ํ•ด์ฃผ์–ด์•ผ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

3.3 ์ œ์–ด ๋ฒ„์Šค

  • ์ œ์–ด ๋ฒ„์Šค๋Š” ์ค‘์•™์ฒ˜๋ฆฌ์žฅ์น˜๊ฐ€ ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜๋‚˜ ์ž…์ถœ๋ ฅ์žฅ์น˜์— ์ œ์–ด ์‹ ํ˜ธ๋ฅผ ์ „๋‹ฌํ•˜๋Š” ํ†ต๋กœ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
    • ์ œ์–ด ์‹ ํ˜ธ์˜ ์ข…๋ฅ˜์—๋Š” ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜ ์ฝ๊ธฐ ๋ฐ ์“ฐ๊ธฐ, ๋ฒ„์Šค ์š”์ฒญ ๋ฐ ์Šน์ธ, ์ธํ„ฐ๋ŸฝํŠธ ์š”์ฒญ ๋ฐ ์Šน์ธ, ํด๋ฝ, ๋ฆฌ์…‹ ๋“ฑ์ด ์žˆ์Šต๋‹ˆ๋‹ค.
      • ์ œ์–ด ๋ฒ„์Šค๋Š” ์ฝ๊ธฐ ๋™์ž‘๊ณผ ์“ฐ๊ธฐ ๋™์ž‘์„ ๋ชจ๋‘ ์ˆ˜ํ–‰ํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— โ€˜์–‘๋ฐฉํ–ฅโ€™ ๋ฒ„์Šค์ž…๋‹ˆ๋‹ค.
        • ์ œ์–ด ๋ฒ„์Šค๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•œ ์ด์œ ๋Š” ์ฃผ์†Œ ๋ฒ„์Šค์™€ ๋ฐ์ดํ„ฐ ๋ฒ„์Šค๋Š” ๋ชจ๋“  ์žฅ์น˜์— ๊ณต์œ ๋˜๋Š”๋ฐ ์ด๋•Œ ์ด๋ฅผ ์ œ์–ดํ•  ์ˆ˜๋‹จ์ด ํ•„์š”ํ•˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

4. ์ปดํ“จํ„ฐ์˜ ๋ฐ์ดํ„ฐ ์ฒ˜๋ฆฌ๊ณผ์ •

  • ์ปดํ“จํ„ฐ๋Š” ๊ธฐ๋ณธ์ ์œผ๋กœ ์ฝ๊ณ  ์ฒ˜๋ฆฌํ•œ ๋’ค ์ €์žฅํ•˜๋Š” ๊ณผ์ •์œผ๋กœ ์ด๋ฃจ์–ด์ง‘๋‹ˆ๋‹ค. (READ -> PROCESS -> WRITE)
    • ์ด ๊ณผ์ •์„ ์ง„ํ–‰ํ•˜๋ฉด์„œ ๋Š์ž„์—†์ด ์ฃผ๊ธฐ์–ต์žฅ์น˜(RAM)๊ณผ ์†Œํ†ตํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.
      • ์ด๋•Œ ์šด์˜์ฒด์ œ๊ฐ€ 64bit๋ผ๋ฉด, CPU๋Š” RAM์œผ๋กœ๋ถ€ํ„ฐ ๋ฐ์ดํ„ฐ๋ฅผ ํ•œ๋ฒˆ์— 64bit์”ฉ ์ฝ์–ด์˜ต๋‹ˆ๋‹ค.