3. 처리장치와 데이터처리

정리하기

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.

 

주요용어

중앙처리장치 : 컴퓨터의 가장 중요한 부분, 실제로 처리를 실행하는 전자회로가 들어 있다. 프로그램의 명령어를 해석하고 프로그램명령어가 명시한 대로 계산하고 데이터를 이동시키며, 시스템의 입력과 출력조작을 제어한다.

주기억장치 : 주기억장치는 입력된 데이터를 질서정연하게 기억시키고 데이터가 들어 있는 기억장소를 직접 찾아가기 위해서 바이트(byte)단위 또는 워드(word)단위로 기억장치를 분할해서 주소를 할당하여 사용하고 있다.

산술논리연산장치 : 가·감·승·제 및 논리명령을 수행하는 전자회로가 있다.

ASCII : ASCII는 미국 정보교환 표준코드로, 대부분의 개인용 컴퓨터 제조회사들이 사용하는 코드로 8비트로 구성되어 있으나 7비트만을 사용하고, 나머지 1비트는 검증비트(parity bit)로 사용한다. 7비트 ASCII 코드는 128개(27)의 문자까지 표현가능하다.

UNICODE : 표현할 수 있는 문자열은216, 65,536개의 문자 표현이 가능하여 한글, 한자, 히브리어, 일본어, 그리스어의 대소문자 등과 같은 세계의 모든 언어들을 표현이 가능하여 세계의 모든 지역들이 국제적인 통신교류가 가능하다. 언어의 한계 없이 소프트웨어를 개발할 수 있다.

레지스터 : 컴퓨터의 중앙처리장치에 들어 있는 소규모 데이터 기억장치이다. 이때 내부 버스(bus)가 연산장치와 레지스터를 연결해준다. 용도에 여러 종류의 레지스터가 있다. 중요한 것으로는 명령 레지스터, 번지 레지스터, 인덱스 레지스터, 누산기 등이 있다. 레지스터의 데이터로 데이터를 저장하는 데 걸리는 시간은 보통 수10ns(나노초) 이하로, 주기억장치에 비하여 훨씬 빠르다.

RAM : RAM은 읽고 기록하는 메모리(read-and-write memory)로서, 데이터를 메모리 안으로 읽히게 하고, 쓰이게 하는 역할을 한다. 이러한 RAM은 크게 전원이 공급되는 한 내용이 그대로 유지되는 SRAM(Static RAM)과 전원이 공급되더라도 내용의 소멸을 방지하기 위해 계속적으로 리프레싱(refreshing)이 요구되는 DRAM(Dynamic RAM)으로 구분된다.

ROM : ROM(Read Only Memory)은 메모리가 제작될 때 데이터를 이 안에 기록한다. ROM에 기록된 데이터는 읽어서 사용할 수 있으나 그 내용을 다른 데이터로 변경할 수는 없다.

플래시메모리 : 최종 사용자가 쉽게 내용을 변경할 수 있게 만든, 비파괴메모리 기술을 적용한 메모리의 한 형태로 다양한 새로운 입출력장치와 저장장치를 가진다는 점에서 특징이 있다

 

 

Q1. 다음 중 처리장치에 대한 설명으로 틀린 것은 ?
1. 처리장치는 크게 중앙처리장치(CPU)와 주기억장치로 구성된다.
2. 데이터가 처리될 때마다 그 데이터는 먼저 보조기억장치에 저장된다.
3. 제어장치 내에 있는 전자회로가 프로그램에 있는 명령어를 번역하여 산술논리연산장치(ALU)로 하여금 처리하게 한다.
4. 주기억장치로는 초기에는 진공관이나 트랜지스터가 사용되었으나 오늘날에는 거의 반도체기억장치가 사용되고 있다.

 

 

Q2. 다음 중 주기억장치 내부에 기억된 데이터의 최소 기본단위는?
1. 비트(bit)
2. 바이트(byte)
3. 워드(word)
4. 블록(block)

 

** 데이터의 최소 기본 단위 ( 기억장치단위)

bit * 8    =  1Byte                                       
1 Byte[1B] * 1024  =   1 Kilobytes[1KB]               
1 Kilobytes[1KB] * 1024   =   1 Megabytes[1MB]  
1 Megabytes[1MB] * 1024   =   1 Gegabytes[1GB]
1 Gegabytes[1GB] * 1024   =   1 Terabytes[1TB]   
1 Terabytes[1TB] * 1024   =   1 Petabytes[1PB]    
1 Petabytes[1PB] * 1024   =   1 Exabytes[1EB]     
1 Exabytes[1EB] * 1024   =   1 Zettabytes[1ZB]    
1 Zettabytes[1ZB] * 1024   =   1 Yottabytes[1YB] 

 

 

Q3. 다음의 코드 중 세계 각국의 언어를 좀더 쉽게 표현할 수 있도록 개발된 16비트 코드체계는?
1. ASCII
2. ANSI
3. UNICODE
4. EBCDIC

 

 

Q4. 다음 중 가장 큰 기억장치 단위와 가장 빠른 호출시간 단위를 나타내고 있는 것은?
1. MB, μsec
2. PB, psec
3. KB, nsec
4. MB, msec

 

 

Q5. 다음은 반도체 기억장치에 관한 설명이다. 기술된 내용이 잘못된 것은?
1. DRAM은 우리가 흔히 말하는 주기억장치로 많이 이용된다.
2. PROM은 휘발성 메모리로 저장된 내용을 반복적으로 바꿀 수 있다.
3. ROM은 제작될 때 데이터가 기록되며 변경이 불가능하다.
4. SRAM은 주로 캐시메모리로 이용된다.