컴퓨터 구조(CPU, 메모리, 버스) 특강

MCU (Micro Controller Unit) : 마이크로프로세서와 입출력 모듈을 하나의 칩으로 만들어져 정해진 기능을 수행하는 컴퓨터

개인용 컴퓨터(PC)가 다양한 요구에 따라 동작하는 일반적인 일에 사용된다면, MCU는 기능을 설정하고 정해진 일을 수행하도록 프로그래밍되어 장치 등에 장착되어 동작한다. MCU는 임베디드 시스템에 널리 사용된다.

Central Processing Unit (CPU-중앙처리장치) 3대 구성요소

1. Arithmetic Logic Unit (ALU) :  두 숫자의 산술연산(덧셈, 뺄셈 등)과 배타적 논리합 xor, 논리곱, 논리합같은 논리연산을 계산하는 디지털 회로이다. 산술논리장치(ALU)는 컴퓨터 중앙처리장치의 기본 설계 블록

2. Register (Processor Register) : 컴퓨터의 프로세서 내에서 자료를 보관하는 아주 빠른 기억 장소이다. 일반적으로 현재 계산을 수행중인 값을 저장하는 데 사용된다. CPU랑 속도는 동급으로 두는 메모리. 레지스터의 크기는 버스의 크기와 동일.

3. Control Unit (CU) : 프로세서의 조작을 지시하는 컴퓨터 중앙처리장치(CPU)의 한 부품이다. 입출력 장치 간 통신 및 조율을 제어한다. 명령어들을 읽고 해석하며 데이터 처리를 위한 시퀀스를 결정

프로그램의 실행 순서:

하드디스크의 .exe파일 -> SRAM -> 주소를 Register가 받아서 -> ALU 나 CU -> 실행

MCU는 CPU보다 확장성이 떨어진다. MCU 안에는 CPU + 여러 칩(RAM, ROM)들이 들어가 있기 때문에. CPU는 메모리가 필요 없으면 메모리를 빼면 되고, 필요하면 꽂으면 되니까 확장성이 좋다.

플래시 메모리 : 전기적으로 데이터를 지우고 다시 기록할 수 있는 비휘발성 컴퓨터 기억 장치. EEPROM과 다르게 여러 구역으로 구성된 블록 안에서 지우고 쓸 수 있다. 

플래시 메모리의 종류

구분	NAND 타입	NOR 타입
용도	USB 메모리, SSD 등 저장 매체	RAM처럼 실행 가능한 코드 저장
읽기	랜덤 액세스이나 한 블록이 모두 동작함. 비교적 느림	셀 단위 랜덤 액세스. 빠름
쓰기	한 번에 한 블록을 통째로 기록하여 빠름	한 셀씩 기록하여 느림
밀도	고밀도	저밀도
가격(용량 대비)	저가	고가

버스의 크기 = 몇 bit 컴퓨터

(ex. 버스의 크기 32bit -> 32비트 컴퓨터)

RAM의 주소(번지)를 관리하는 것이 바로 포인터

부산(CPU)에서 서울로 처음에 주소값(ex.0110)을 보내고 데이터로 1111 1010을 보냄. 그러면 서울(RAM) 6번지(0110)에 처음에 4bit 1111을 받고, 그리고 두 번째로 1010을 받음(버스가 4bit여서 한 번에 4bit만 전송 가능). RAM의 1번지당 크기는 1byte(8bit)로 잡음. 따라서 6번지에 들어가는 값은 1111 1010.

반도체 : 한쪽으로만 전류가 흐를 수 있도록 만든 것. (ex. 다이오드, 트랜지스터)

도체 : 전류가 아무렇게 흐를 수 있도록 만든 것

부도체 : 전류가 흐르지 않게 만든 것

하드디스크를 대신해서 나온 것 : SSD (Solid State Disk)

SSD는 DRAM 휘발성 메모리나 NAND 플래시 비휘발성 메모리로 이루어져 있다.