Computer and systems

왜 Computer Architecture를 배워야 할까?

사용자 입장

• 시스템 기능과 제한을 이해하기 위해서
• 정보에 입각한 결정을 하기 위해서
• 정보 기술 전문과와 원활한 소통을 위해서

시스템 분석가

• 설문 조사시, 실행 가능성을 결정할 수 있으며, 사용자 요구사항을 정의하고 문서화할 수 있다.
• 애플리케이션 요구사항을 충족하는 컴퓨터 시스템을 지정할 수 있다.

프로그래머

• 특정 처리 요구에 맞는 효율적인 애플리케이션 소프트웨어을 생성할 수 있다.

시스템 관리자

• 설치, 구성, 유지 관리 및 업그레이드 컴퓨터 시스템
• 시스템 availability 최대화
• 시스템 성능 최적화
• 시스템 보안의 보장

웹 디자이너

• 웹서비스에 대한 소비자 접근성을 최적화할 수 있다.
• 웹 서버의 시스템 관리
• 적절한 데이터 형식 선택
• 효율적인 웹 페이지 디자인

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I/O Model

• Input : keyboard, mouse, scanner, punch cards
• processing : CPU는 컴퓨터 프로그램을 실행시킨다.
• Output : monitor, printer, fax machine
• Storage : hard drive, optical media, diskettes, magnetic tape

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Architecture Components

Hardware

• 명령을 실행하여 데이터를 처리한다.
• I/O를 제공한다.

Software

• 시스템에 의해 실행되는 명령

Data

• 사실과 관찰의 기본적인 표현

Communications

• 서로 다른 시스템 간에 데이터 공유 및 처리

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HardWare Component

• Input/Output devices
• Storage Devices
• CPU
  • ALU : arithmetic/logic unit
  • CU : control unit 
  • Interface unit
• Memory
  • CPU 계산을 위한 단기 저장

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Typical Personal Computer System

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CPU : Control Processing Unit

ALU : arithmetic/logic unit

• arithmetic 과 boolean 논리 계산을 수행하는 것.

CU : Control unit

• 명령 처리 제어
• CPU 내 데이터 이동 제어

Interface unit

• CPU와 다른 하드웨어 구성 요소 간에 명령과 데이터를 이동한다.
• Bus : 서로 다른 구성 요소 간에 신호와 전력을 전달하는 전선 묶음.

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Memory

• 기본 스토리지, 작업 스토리지 및 RAM(Random Access Memory)이라고도 한다.
• 각각 0또는 1의 값을 갖는 비트로 구성된다.(8bit=1byte)
• 컴퓨터 프로그램의 명령과 데이터 모두를 보유한다.(저장 프로그램의 개념이다.)

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Software Component

애플리케이션들

운영체제

• API : application program interface
• File management
• I/O
• Kernel
  • Memory management
  • 자원 스케줄링
  • program communication
  • 보안
• Network Module

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Communications Component

Hardware

• Communication channels
  • 컴퓨터 시스템 간의 물리적 연결
  • Examples: wire cable, phone lines, fiber optic cable, infrared light, radio waves
• Interface Hardware
  • 컴퓨터와 컴퓨터 간의 통신을 처리한다. 커뮤니케이션 채널
  • Modem or network interface card(NIC)

Software

• Network protocols: HTTP, TCP/IP, ATAPI

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Computer Systems

아무리 복잡하더라도 모든 컴퓨터 시스템은 다음으로 구성된다.

• 최소 하나의 CPU
• 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리
• I/O장치
• 장기 기억 장치(Long-term memory)

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Protocols

• 컴퓨터, I/O 장치 및 많은 소프트웨어 프로그램 간의 통신에 대한 공통 기본 규칙
  
  • 예1) HTTP : between Web servers and Web browsers
  • 예2) TCP/IP : 인터넷 상의 컴퓨터와 근거리 통신망 사이
  • 예3) ATAPI : CPU와 CD-ROM사이

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Standards

• 데이터 형식 및 프로토콜의 범용 호환성을 보장하기 위해 생성됨
• 위원회에서 만들거나 대중적인 사용을 통해 사실상의 표준이 될 수 있다.
• 예)
  • Computerlanguages:Java,SQL,C,JavaScript
  • Displaystandards:Postscript,MPEG-2,JPEG,GIF
  • Charactersetstandards:ASCII,Unicode,EBCDIC
  • Videostandards:VGA,XGA,RGB