[혼공컴운] 1주차 - 컴퓨터구조, 데이터, 명령어

이번에 혼공학습단 12기에 함께하게 되었다.

다양한 기술 공부를 할수록, 비전공자로서 컴퓨터 구조에 대해 아쉬움이 남았다.

이 부분을 해결하고자 기술 분야의 1티어 출판사 한빛아카데미에서 하는 이번 학습단에 참가하게 되었다.

일정은 다음과 같다.

이번 1주차 숙제이다.

활동 인증 방법은 다음과 같다.

 

커리큘럼은 다음과 같이 진행된다.

 

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학습 내용

Chapter 1

컴퓨터의 4가지 핵심 부품

1. 중앙처리장치(CPU) 2. 주기억장치(메모리) 3. 보조기억장치 4. 입출력장치

 

1️⃣ 중앙처리장치 (CPU)

- 산술논리연산장치 (ALU), 제어장치와 레지스터들로 구성되어 있음.

- ALU : 계산만을 위해 존재하는 부품. 계산기.

- 레지스터 : 프로그램을 실행하는데 필요한 값들을 임시로 저장하는 공간. CPU 내부의 작은 임시 저장 장치

- 제어장치 : 제어 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치

    •메모리를 향해 '메모리 읽기' 라는 제어 신호 보냄

    •메모리를 향해 '메모리 쓰기' 라는 제어 신호 보냄

 

2️⃣ 주기억장치 (메모리)

- 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품 → 프로그램이 실행되려면 메모리에 저장되어 있어야 함.

- 메모리는 '주소'라는 개념을 사용함.

- 가격이 비싸 저장 용량이 적고, 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃음

- RAM과 ROM으로 구성되어 있음. 보통 메모리는 RAM을 지칭함.

 

3️⃣ 보조기억장치

- 전원이 꺼져도 보관될 프로그램을 저장하는 부품

- 하드 디스크, ssd, usb 메모리 등이 보조 기억장치의 일종

 

4️⃣ 입출력장치

- 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치를 의미함.

 

메인보드(마더보드)와 시스템 버스

- 메인보드 : 핵심 부품들을 연결할 수 있는 곳

- 시스템 버스 : 컴푸터의 핵심 부품들이 서로 정보를 주고받는 통로. 주소버스, 데이터 버스, 제어 버스로 이루어져 있음.

 

Chapter 2

 

1️⃣ 정보 단위

- 비트 : 0과 1을 나타내는 가장 작은 정보 단위. n개의 비트는 2^n 가지 정보를 표현할 수 있음.

- 바이트 : 8개의 비트를 묶은 단위

- 킬로바이트 : 1바이트 1000개를 묶은 단위

- 메가바이트 : 1킬로바이트 1000개를 묶은 단위

- 기가바이트 : 1메가바이트 1000개를 묶은 단위

- 테라바이트 : 1기가바이트 1000개를 묶은 단위

 

2️⃣ 이진법

- 1을 넘어가는 시점에 자리올림을 하여 0과 1만으로 모든 수를 표현하는 방법

- 음수 표현법 : 2의 보수를 구해 이값을 음수로 간주함. 즉, 모든 0과 1을 뒤집고 1을 더하는 방법이다. 음수와 양수를 구별할 수 있는 플래그를 가지고 다닌다. 

 

3️⃣ 문자 집합과 인코딩

- 문자집합 : 컴퓨터가 인식하고 표현할 수 있는 문자의 모음

- 문자 인코딩 : 문자를 0과 1로 변환하여 컴퓨터가 이해할 수 있게하는 과정

- 문자 디코딩 : 0과 1을 인간 언어로 변환하는 과정

- 문자 종류 : 아스키코드, EUC-KR(완성형 인코딩, 조합형 인코딩), 유니코드와 UTF-8

    • 유니코드는 현대 문자를 표현할 때 가장 많이 사용되는 표준 문자 집합

 

Chapter 3

 

1️⃣ 고급언어와 저급언어

- 고급언어 : 사람을 위한 언어

- 저급언어 : 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어, 즉 명령어. 기계어와 어셈블리어로 구성되어 있음.

    • 기계어 : 0과 1의 명령어 비트로 이루어진 언어

    • 어셈블리어 : 기계어를 읽기 편한 형태로 번역한 언어

 

2️⃣ 컴파일 언어와 인터프리터 언어

- 컴파일 언어 : 컴파일 방식으로 작동하는 언어. 컴파일러에 의해 소스 코드 전부가 저급언어로 변환되어 실행됨. 이 변환된 코드를 목적코드라고 함.

- 인터프리터 언어 : 인터프리트 방식으로 작동하는 언어. 소스코드가 한 줄씩 실행되기 때문에 변환 시간을 기다릴 필요가 없음. 그러나 느리다는 단점이 있음. 

 

3️⃣ 연산 코드와 오퍼랜드

- 명령어 = 연산코드 + 오퍼랜드

-연산코드 : 명령어가 수행할 연산 (연산자)

    • 데이터 전송

    • 산술/논리연산

    • 제어흐름 변경

    • 입출력 제어

 

-오퍼랜드 : 연산에 사용할 데이터 및 데이터가 저장된 위치 (피연산자)

    • 0-주소 명령어 : 오퍼랜드가 없는 명령어

    • 1-주소 명령어 : 오퍼랜드가 1개인 명령어

    • 2-주소 명령어 : 오퍼랜드가 2개인 명령어

    • 3-주소 명령어 : 오퍼랜드가 3개인 명령어

 

4️⃣ 주소 지정 방식

- 즉시 주소 지정 방식 : 연산에 사용할 데이터를 오퍼랜드 필드에 직접 명시하는 방식. 데이터의 크기가 작아지지만 빠름.

- 직접 주소 지정 방식 : 유효 주소를 직접적으로 명시하는 방식.

- 간접 주소 지정 방식 : 유효 주소의 주소를 오퍼랜드 필드에 명시. 조금 느리지만 주소의 범위가 넓음.

- 레지스터 주소 지정 방식 : 연산에 사용할 데이터를 저장한 레지스터를 오퍼랜드 필드에 직접 명시.

- 레지스터 간접 주소 지정 방식 : 연산에 사용할 데이터는 메모리에 저장하고, 그 주소를 저장한 레지스터를 오퍼랜드 필드에 명시.

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숙제

p. 51의 확인 문제 3번

 

프로그램이 실행되려면 반드시 (메모리)에 저장되어 있어야 합니다.

 

p. 65의 확인 문제 3번