컴퓨터 구조

컴퓨터 구조(Computer Architecture)란 컴퓨터가 효율적으로 작동할 수 있도록 하드웨어 및 소프트웨어의 기능을 고안하고, 이들을 구성하는 방법을 말합니다.
컴퓨터 구조는 컴퓨터의 기능 구조에 대한 설계, 명령어 집합구조, 마이크로 아키텍처, 그리고 기타 하드웨어 및 컴퓨팅 방법에 대한 설계 등이 포함됩니다.
‘컴퓨터의 기능 구조에 대한 설계’란 컴퓨터가 연산을 효율적으로 하기 위해 어떤 기능들이 컴퓨터에 필요한지 고민하고, 설계하는 분야입니다. 대표적으로 폰 노이만 구조, 하버드 구조, 수정된 하버드 구조가 있습니다.
CPU의 명령어에 대한 설계는 명령어 집합구조(Instruction Set Architecture)라고 불리며, CPU가 처리해야하는 명령어를 설계하는 분야입니다. 대표적으로 ARM, MIPS, AVR, 인텔의 x86 및 x86-64 등이 있습니다.
CPU의 하드웨어적 설계는 마이크로 아키텍처(Micro Architecture)라고 불리며 정의된 명령어 집합을 효율적으로 처리할 수 있도록, CPU의 회로를 설계하는 분야입니다.
 

컴퓨터 구조의 세부 분야 ✔️

기능 구조의 설계 폰 노이만 구조 하버드 구조 수정된 하버드 구조 명령어 집합구조 x86, x86-64 ARM MIPS AVR 마이크로 아키텍처 캐시 설계 파이프라이닝 슈퍼 스칼라 분기 예측 비순차적 명령어 처리 하드웨어 및 컴퓨팅 방법론 직접 메모리 접근

 

중앙처리장치🧠
CPU는 프로그램의 연산을 처리하고 시스템을 관리하는 컴퓨터의 두뇌입니다. 프로세스의 코드를 불러오고, 실행하고, 결과를 저장하는 일련의 모든 과정이 CPU에서 일어납니다. CPU는 산술/논리 연산을 처리하는 산술논리장치(Arithmetic Logic Unit, ALU)와 CPU를 제어하는 제어장치(Control Unit), CPU에 필요한 데이터를 저장하는 레지스터(Register) 등으로 구성됩니다.
기억장치💾
기억장치는 컴퓨터가 동작하는데 필요한 여러 데이터를 저장하기 위해 사용되며, 용도에 따라 주기억장치와 보조기억장치로 분류됩니다. 주기억장치는 프로그램 실행과정에서 필요한 데이터들을 임시로 저장하기 위해 사용되며, 대표적으로 램(Random-Access Memory, RAM)이 있습니다. 이와 반대로 보조기억장치는 운영 체제, 프로그램 등과 같은 데이터를 장기간 보관하고자 할 때 사용됩니다. 대표적으로 하드 드라이브(Hard Disk Drive, HDD), SSD(Solid State Drive)가 있습니다.
버스🚌
버스는 컴퓨터 부품과 부품 사이 또는 컴퓨터와 컴퓨터 사이에 신호를 전송하는 통로를 말합니다. 대표적으로 데이터가 이동하는 데이터 버스(Data Bus), 주소를 지정하는 주소 버스(Address Bus), 읽기/쓰기를 제어하는 제어 버스(Control Bus)가 있습니다. 이 외에도 랜선이나 데이터 전송 소프트웨어, 프로토콜 등도 버스라고 불립니다.