💟 컴퓨터의 4가지 핵심 부품

1. 중앙처리장치(CPU-Central Processing Unit)
2. 주기억장치(메모리, main memory)
3. 보조기억장치(Secondary Storage)
4. 입출력장치(I/O device)

💟 메모리

메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터(컴퓨터가 이해하는 정보)를 저장하는 부품.

프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.

저장된 명령어와 데이터의 위치는 정돈되어 있어야 한다. (address)

💟 CPU

CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어들이고, 읽어들인 명령어를 해석하고, 실행하는 부품. 주요 구성 요소 : ALU(Arithmetic Logic Unit), 레지스터, 제어장치(Control Unit)

ALU - 계산기

레지스터 - CPU 내부의 작은 임시 저장 장치

제어장치 - control signal을 보내고 명령어 해석 장치

💟 보조기억장치

메모리를 보조하는 저장 장치.

💟 I/O Device

ex) 마이크, 스피커, 프린터, 마우스

컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치.

💟 main board & system bus

메모리, CPU, 보조기억장치, I/O device는 모두 main board(=mother board)라는 판에 연결된다.

main board 내부에 bus라는 통로를 통해 연결된 부품들끼리 서로 정보를 주고받는다. 가장 중요한 bus는 system bus(address bus, data bus, control bus로 구성)

ex) CPU의 작동 예시(CPU가 메모리 속 명령어를 읽어 들이기 위해서) ⓐ CPU가 control bus로 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 내보냄. ⓑ address bus로 read하고자 하는 address를 보내냄. ⓒ memory는 data bus로 CPU가 요청한 주소에 있는 내용을 보낸다.

memory에 어떤 값을 저장할때) ) ⓐ CPU가 data bus로 memory에 저장할 값을 ⓑ address bus로 저장할 address를 보내냄. ⓒ control bus를 통해 ‘메모리 쓰기’ 제어 신호를 내보냄.

💟 bit

bit는 0과 1을 나타내는 가장 작은 정보 단위

1byte = 8bit

1kB = 1,000byte

1MB = 1,000kB

1GB = 1,000MB

1TB = 1,000GB

• 0과 1만으로 음수를 표현하는 방법 : 2의 보수 사용

💟 ASCII code

아스키 문자에 속한 문자들은 각각 7비트로 표현되며, 7비트로 표현될 수 있는 정보의 가짓수는 2에7제곱개. 총128개.

아스키 문자에 대응된 고유한 수가 아스키 코드이다.

💟 EUC-KR

1. 완성형 인코딩 방식 : 초성, 중성, 종성의 조합으로 이루어진 완성된 하나의 글자에 고유한 코드를 부여하는 인코딩 방식
2. 조합형 인코딩 방식 : 초성, 중성, 종성을 위한 비트열을 각각 할당하여 하나의 글자 코드를 완성하는 인코딩 방식

EUC-KR은 완성형 인코딩 방식으로, 한 단어에 2byte 크기의 코드 부여

BUT 쀍 이런 글자는 표현하기 어려움. SO 마이크로소프트의 CP949

💟 유니코드 & UTF-8

유니코드는 EUC-KR보다 다양한 한글을 포함, 대부분 나라의 문자, 특수문자 등을 코드로 표현할 수 있는 통일된 문자집합.

UTF-8은 1~4 byte의 결과를 만들어내며, 유니코드 문자에 부여된 값의 범위에 따라 몇 byte가 될지 결정된다. (유니코드 문자의 인코딩 방식임.)

💟 고급 언어 & 저급 언어

1. 고급 언어 : 사람을 위한 언어(프로그래밍 언어)
2. 저급 언어 : 컴퓨터가 직접 이해하고 실행할 수 있는 언어

고급 언어로 작성된 소스 code가 실행되려면 저급 언어(명령어)로 변환되어야 한다. 저급 언어에는 기계어와 어셈블리어가 있다.

기계어란 0과 1의 명령어 비트로 이루어진 언어, 기계어를 읽기 편한 형태로 번역한 언어가 어셈블리어

💟 컴파일 언어 & 인터프리터 언어

1. 컴파일 언어 : 컴파일 방식으로 작동하는 프로그래밍 언어 (ex. C)

   → 컴파일 : 컴파일 언어로 작성된 소스 코드가 저급 언어로 변환되는 과정
   
   → 컴파일이 성공적으로 수행되면 소스 code는 컴퓨터가 이해할 수 있는 object code(저급 언어)로 변환된다.
   

2. 인터프리터 언어 : 인터프리트 방식으로 작동하는 프로그래밍 언어 (ex. python)

   → 인터프리터 : 소스 코드를 1줄씩 저급 언어로 변환하여 실행해 주는 도구. 소스 코드 전체를 저급 언어로 변환하는 시간을 기다릴 필요가 없음, 소스 코드를 1줄씩 실행하니까.

💟 명령어

Operation Code : 명령어가 수행할 연산 (연산자)

Operand : 연산에 사용할 데이터 또는 연산에 사용할 데이터가 저장된 위치 (피연산자)

💟 Operand

연산에 사용할 데이터 또는 연산에 사용할 데이터가 저장된 위치 (피연산자).

operand field에는 숫자와 문자 등을 나타내는 데이터 도는 메모리나 register address가 올 수 있다. address field라고도 불린다.

• 오퍼랜드가 하나도 없는 명령어 : 0-주소 명령어
• 오퍼랜드가 하나인 명령어 - 1-주소 명령어

💟 연산 code

(1) 데이터 전송

• MOVE, STORE, LOAD (FETCH, 메모리에서 CPU로 data를 가져와라), PUSH, POP

(2) 산술/논리 연산

• ADD / SUBTRACT / MULTIPLY / DIVIDE
• INCREMENT / DECREMENT (오퍼랜드에서 1을 더하라, 빼라)
• AND / OR / NOT
• COMPARE

(3) 제어 흐름 변경

• JUMP (특정 주소로 실행 순서를 옮겨라)
• CONDITIONAL JUMP (조건부 JUMP)
• HALT (프로그램 실행을 멈춰라)
• CALL (되돌아올 주소를 저장한 채 특정 주소로 실행 순서를 옮겨라)
• RETURN (CALL을 호출할 때 저장했던 주소로 돌아가라)

(4) 입출력 제어

• READ (INPUT)
• WRITE(OUTPUT)
• START IO
• TEST IO

💟 address 지정 방식

operand field에 memory나 register의 address를 담는 이유(연산 코드 형식으로 명령어를 구성하지 않는 이유) : 명령어 길이 때문.

(1) Immediate addressing mode : 연산에 사용할 data를 operand field에 직접 명시하는 방식. 표현할 수 있는 data의 크기가 작아지는 단점이 있지만, 연산에 사용할 data를 memory나 register로부터 찾는 과정이 없어 속도가 빠름.

(2) Direct addressing mode : operand field에 유효 address를 직접적으로 명시하는 방식. 표현 가능한 data의 크기는 커졌지만, 여전히 유효 주소를 표현할 수 있는 범위가 연산 코드의 비트 수만큼 줄어들었다. (=operand field의 길이가 연산 code의 길이만큼 짧아져 표현할 수 있는 유효 주소에 제한이 생길 수 있다.)

 (3) Indirect addressing mode : 유효 address를 operand field에 명시한다. Direct addressing mode보다 표현할 수 있는 유효 주소의 범위는 더 넓어졌지만, 2번의 메모리 접근이 필요하여 앞의 mode들보다 일반적으로 느린 방식.

(4) register addressing mode : direct addressing mode와 비슷하게 연산에 사용할 data를 저장한 register를 operand field에 직접 명시하는 방식

일반적으로 CPU 외부에 있는 memory보다 CPU 내부에 있는 register에 접근하는 것이 더 빠르다. BUT 표현할 수 있는 register size에 제한

(5) register indirect addressing mode : 연산에 사용할 data를 memory에 저장하고, 그 address를 저장한 register를 operand field에 명시하는 방법

메모리에 접근하는 횟수가 1번이라 indirect addressing mode보다 빠름.

                                        **operand field에 명시하는 값**

주소 지정 방식 : 연산에 사용할 data를 찾는 방법 유효 주소 : 연산에 사용할 data가 저장된 위

<기본미션>

<추가미션>

Stack(후입선출) - PUSH, POP

Queue(선입선출)