처리장치와 데이터처리

처리장치

처리장치 : CPU와 주기억장치
   - 중앙처리장치 (CPU) : 제어장치와 레지스터, 산술논리연산장치
  

   * 중앙처리장치 : 처리를 실행하는 전자회로, 레지스터가 들어있다.
     명령어를 해석하고 명령어가 명시한대로 계산하고 데이터를 이동시키며, 시스템의 입력과 출력을 제어

   * 산술논리 연산장치 : 가감승제 및 논리명령을 수행하는 전자회로가 있다

   * 제어장치 : 컴퓨터시스템 전체를 지시 감독하며 조정, 입력과 출력제어, 연산 제어, 데이터 이동

   * 프로세서 레지스터 : 처리할 명령어 저장
    (마이크로 프로세서 : 연산장치와 제어장치를 1개의 작은 실리콘 칩에 집적시킨 처리장치)

 

수치데이터의 표현과 진법 변환

• 데이터의 기본단위는 비트
• 1(on 상태) 0 (off 상태)

2, 8, 10, 16 진법 어떻게 변환하는지 공식을 알면 좋음

수치데이터의 표현

 

문자데이터의 표현

ASCII는 미국 정보교환 표준코드로, 개인용 컴퓨터 및 데이터 통신용으로 가장 많이 사용됨
ASCII : 7bit + 1bit(검증) =  256개

UNICODE : 16비트로 확장, 세계의 모든 언어들을 표현 = 65536개

 

주기억장치 주소와 데이터 저장

주기억장치 내부에 기억된 데이터의 최소 기본단위는 : bit

 * 주기억장치의 각 바이트는 단일 주소를 갖는다
 * 숫자, 영문자, 특수문자가 입력장치에서 읽혀 주기억장치로 보내지면, 비트의 형태로 바뀌어 기억된다.
 * 한 번 데이터가 수록되면 그 내용이 바뀔 때까지 남아있게 된다.
 * 고급언어로 작성한 프로그램 
    - 기계어로 변역
    - 주기억장치에 저장
    - 처리기 전자회로가 해석하고 실행

 

기계어 명령어의 형식

AX : ALU 레지스터

 

주기억 장치의 발달 과정

진공관 → 자기코어기억장치  → 반도체 기억장치 ( 1960 ~ 2000년대(1000억개 이상의 소자 집적))
 

 

RAM

SRAM : 전원이 공급되는 한 내용이 그대로 유지된다.
 →   캐시메모리로 이용
DRAM : 전원이 공급되더라도 내용의소멸을 방지하기 위해 계속적으로 리프레싱을 해야한다.
 →  주기억장치에 주로 사용함

ROM (Read Only Memory)

ROM: 메모리가 제작될 때 데이터를 이 안에 기록한다
PROM : ROM과 같은 기능, 이용자가 PROM을 조립해 넣기전에 프로그램이나 데이터를 기록할 수 있음

 

 

입력, 처리, 출력의 데이터 처리과정

데이터처리
  -  필드 : 데이터를 구성하는 하나의 단위
  -  레코드 : 여러 필드의 모임, 하나의 처리단위
  -  파일 : 레코드들이 모여 하나의 파일을 구성

기록매체 : OMR/OCR카드, 자기테이프, 자기디스크

 

기본적인 자료 처리과정

 

주기억 장치에 입력하는 방법 : 음성, 키보드, 마우스, 펜, 처피스크린, OMR, OCR, MICR카드,자기테이프, 자기디스크,HDD,DVD, USB

출력방법 : 프린터, CRT, LCD 터미널, 자기테이프, 자기디스크, HDD, USB메모리

 

컴퓨터 명령어의 수행과정

 

 

요약정리

1. 중앙처리장치(CPU)는 컴퓨터의 핵심 부분으로 산술논리연산장치와 제어장치로 구성되어 있다. 산술논리연산장치(ALU)는 산술 및 논리연산기능을 수행하고, 제어장치(control unit)는 전체의 컴퓨터시스템을 지시하며 조정한다.
2. 컴퓨터 프로그램의 제어를 받아 처리하는 컴퓨터시스템은 주기억장치에 기억된 데이터를 처리하고 출력을 만든다.
3. 컴퓨터시스템의 처리장치는 주기억장치와 중앙처리장치(CPU)로 이루어져 있다. 주기억장치에 데이터를 저장하는 기본단위는 비트(bit : binary digit)이고 데이터는 주기억장치 안에서 0(off 상태)과 1(on 상태)을 나타내는 일련의 비트들로서 표현된다.
4. 수치정보는 2진수로 표시되며, 값의 크기를 표시할 수 있는 비트의 수가 일정할 때 고정장 워드머신(fixed word length machine)이라고 하며 수치를 나타내는 데 고정된 비트의 수를 사용하는데 컴퓨터시스템에 따라 16비트, 32비트, 64비트 등이 있다.
5. 문자정보를 표현하는 코드의 종류로는 ASCII, ANSI, UNICODE, EBCDIC 등이 있다. 최근에는 ASCII와 UNICODE가 널리 사용되고 있다.
6. ASCII는 미국 정보교환표준코드로 중소형 컴퓨터에서 주로 사용되며 8비트로 구성되어 있으나 7비트로 정보를 표현하고 나머지 한 비트는 검증비트로 사용된다.
7. UNICODE는 IBM과 마이크로소프트사를 비롯한 몇몇 회사가 세계 각국의 정보를 효과적으로 표현할 수 있도록 만든 16비트 인코딩 시스템으로 최대 65,536가지의 정보를 표현할 수 있다.
8. 주기억장치에서 사용되는 기억용량의 단위는 Byte, KB, MB, GB, TB, PB이고 기억장치의 호출시간을 측정하는 단위는 msec, μsec, nsec, psec이다.
9. 주기억장치의 각 바이트는 그것에 관련된 고유한 주소를 갖는데, 주기억장치에 있는 이 주소는 각 바이트를 식별한다.
10. 입력 레코드가 컴퓨터의 주기억장치로 읽혔을 때 입력 레코드의 각 문자는 번지지정 가능한 기억장소의 위치에 저장되며 일단 데이터가 주기억장치에 기록되면, 그 데이터는 참조할 수 있고 조작할 수 있다.
11. 반도체기억장치의 사용은 전자산업계의 놀라운 기술발전을 가져왔다. 트랜지스터의 발명 후 소형화 추세가 시작되었다. 1960년대 중반에는 1,000개의 회로소자를 한 개의 칩(chip)에 축소하여 넣을 수 있었으나, 2000년대에는 1,000억 개 이상의 소자를 하나의 작은 칩 안에 저장할 정도로 급속히 발전하고 있다.
12. RAM은 기억장치에 데이터를 기록하고 읽을 수 있으며 DRAM과 SRAM으로 구분된다. SRAM은 전원이 공급되는 동안 기억된 내용이 그대로 유지되며 주로 캐시기억장치에 이용되고 DRAM은 전원이 공급되는 동안에도 내용의 소실을 방지하기 위해 계속적으로 리프레싱(refreshing)이 요구되는 메모리이다.
13. ROM은 메모리를 만드는 과정에서 데이터를 저장하며 PROM은 생산될 때는 비어 있으나 사용자가 한 번에 한해 내용을 기록할 수 있는 메모리이다.
14. 플래시메모리는 최종 사용자가 내용을 쉽게 변경할 수 있는 비파괴메모리로 다양한 입출력장치들과 관련된 소프트웨어들이 기록된다.
15. 데이터 처리에서 입력․처리․출력은 기본적인 처리과정으로서, 데이터를 처리하기에 앞서 주기억장치에 읽어들여 기억시키는 입력과정이 필요하다.
16. 기본적인 처리과정에서 데이터를 주기억장치에 기억시키는 것(입력), 주기억장치에 있는 데이터를 처리하는 것(처리), 그리고 처리된 결과를 보조기억장치로 출력하거나 우리가 볼 수 있는 형태로 출력하는 것 등이 포함된다.
17. 필드는 구성된 자료의 한 항목을 의미하고, 레코드는 컴퓨터에 의해 처리되는 한 단위로서 하나 이상의 필드로 구성되고, 파일은 동일한 형식을 갖는 레코드 전체를 의미한다.
18. 출력은 크게 프린터나 모니터를 이용한 출력과 자기테이프나 자기디스크 등의 보조기억장치를 이용한 출력으로 구분되며 보조기억장치를 이용한 출력은 다음에 다른 프로그램에서 입력으로 읽어들여 계속 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.