[TIL]2023-08-24

오전에 공부한 알고리즘을 바탕으로 시험을 보고, 오후에 CS에 관한 공부를 진행하였다.

 

 

CPU
구성
산술논리 연산장치(ALU) : 비교, 판단, 연산 담당
제어부(CU)와 내부 버스 : 명령어의 해석과 올바른 실행을 위하여 CPU를 제어
레지스터 : 처리할 명령어 저장
캐시 메모리(L1) : 처리 속도를 높여주는 역할

기능
명령어 인출, 명령어 해독, 실행, 반영

메모리
캐시메모리
L2,L3 : L1과는 달리 CPU에 속해있지 않고 메인 메모리와 CPU 간의 처리 속도를 극복하기 위한 장치


주기억장치- 속도가 빠르고 휘발성이라 컴퓨터가 꺼지면 날아가는 메모리 cpu가 현재 처리중인 데이터나 명령만을 일시적으로 저장
보조기억장치 - 속도가 느린 대신 컴퓨터가 꺼져도 날아가지 않는 메모리 사용자의 데이터와 프로그램들이 반영구적으로 저장

주기억장치가 입력장치에서 받은 데이터 혹은 보조기억장치에 저장된 프로그램을 읽어옴 -> cpu가 주기억장치에 저장된 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리, 결과를 주기억 장치에 저장 -> 주기억장치가 처리 결과를 보조기억장치에 저장 혹은 출력장치에 출력 -> 해당 과정을 CPU의 CU가 명령어가 순서대로 실행되도록 각 장치들을 제어함 

 

CPU와 메모리 구조

하버드 구조

장점 : 메모리가 두 개이기 때문에 역할이 나누어져 있어 속도가 빠름

단점 : 비싸고 복잡해서 고장날 확률이 높다.

 

폰노이만 구조

 

장점- P.M과 D.M이 하나의 메모리로 되어있기 때문에 CPU코어에서 공간을 적게 차지한다.

단점- 프로그램 메모리와 데이타 메모리가 같은 곳에 존재하므로 메모리 aligment도 수행해줘야 하는 등 약간의 불편한 점도 있다

. 한번에 하나의 명령어만 처리해서 CPU를 비효율적으로 사용한다. 병목현상(기억장치의 속도가 전체 시스템의 성능 저하를 야기하는 현상)을 발생시킨다.

 

개선된 하버드 구조

CPU내부는 하버드, CPU 외부는 폰 노이만 방식을 활용해 기존보다 개선된 방식의 구조이다. 그러나 메모리 하나에 하나의 버스를 가지는 구조이기 때문에 폰 노이만의 단점인 병목현상을 해결할 수는 없었다.

 

M1, M2

장치 간의 거리도 짧고 통합 메모리 구조를 가졌기에 CPU 효율을 극대화시킬 수 있다.

 

그러나 하나의 칩으로 이미 완성된 구조로 나왔기 때문에 추가적인 커스텀은 힘들고, 사전에 정해진 방식으로만 통신을 하기 때문에 일부 프로그램은 동작하지 않을 수 있다.