링커: 컴파일러가 만들어낸 목적 파일들을 단일 실행 프로그램으로 병합하는것
로더: 주기억장치에 필요한 정보를 옮겨 점유한다.
운영체제의 발전
일괄 처리 시스템 -> 다중 프로그래밍 시스템 -> 다중 처리 시스템 -> 시분할 시스템
임베디드 시스템: 마이크로컨트롤러가 내장된 특정 기능을 수행하는 컴퓨터 시스템이다.
시스템 온 칩기술: 임베디드 시스템에서 하나의 칩이 전체를 통제하는 기술
RTOS: 실시간 응용 프로그램을 위해개발됨
2주차-컴퓨터 시스템의 기본 구성
자료의 단위:비트, 니블, 바이트, 문자, 단어, 긴 단어
비트
- 2진 기수법 표기의 기본 단위
- 모든 수를 0과 1로만 표기함
- 정보 측도의 단위
니블
- 1바이트의 절반, 컴퓨터 환경의 용어로 쓰임
- 8비트== 옥텟의 절반과 같음
- 16진수와 깉은값을 가짐 쿼텟, 테트라스 라고 부르기도함
- 하나의 비트를 상위 니블, 하위 니블로 구분될 수 있음
니블모드: 컴퓨터 기억 장치 내의 기억 내용을 고속으로 읽어 내기 위한 접근 모드의 하나
보통의 접근 모드에서는 1워드의 데이터를 읽어 낼 때마다 행 주소와 열 주소를 입력하지만
니블 모드에서는 연속한 4워드의 데이터를 출력함
인텔의 8085 8비트 마이크로 프로로세서에서 기본 처리 단위가 한 바이트이지만, 8086은 16비트 프로세서이므로,
'워드'는 16비트가 됨
바이트
- 하나의 문자를 나타내는 가장 작은 단위로 컴퓨터가 처리하는 정보의 기본 단위
- 정보량의 최소 단위인 비트(0과 1)의 집합으로 구성된 기본 단위
- 비트가 8개가 모이면 바이트가 됨
- 2의 8승 256가지가 됨
- 알파벳과 숫자는 각 1바이트 한글은 2바이트 만큼 사용됨
문자: 비트들이 모여서 문자를 표현하는 방법
단어: 주기억 장치와 CPU사이 전송되는 정보의 단위
항목: 필드, 레코드 구성의 논리적 자료 단위
레코드
- 여러 개의 값이들어서 있는 것으로서 구성되는 데이터를 레코드라고 하고, 레코드를 나타내는 데이터형을 레코드형 이라 함
- 레코드와 각 값은 배열과 달리, 형이 서로 달라도 무방함
- 레코드의 구성 요소를 필드 라고함
- 가변 길이 레코드는 각 레코드의 길이가 가변인 것으로, 각 렉코드의 선두에 길이의 정보를 가짐
파일
- 파일은 눈으로 볼 수 있느냐에 따라 텍스트 파일과 이진 파일로 나눠짐
- 텍스트 파일은 많이 사용하는 문자나 숫자 등으로 이루어진 파일이고, 이진파일은 프로그램 파일이 대부분 형태
- 이미지의 경우 jpg,png,gif 등을 많이 이용
- 동영상은 avi,mp4를 음성파일에는 mp3을 주로 사용함
블록
- 보조 기억 장치와 컴퓨터 내부 사잉 전송되는 다수의 레코드의 묶음
보수처리: 컴퓨터가 사칙연산시 뺼셈을 덧셈방식으로 변환하여 산출
- 0010011
- 1010011 양수를 음수로 바꾸기 위해 부호비트 전환
- 1101100 1의 보수 산출
- 1101101 1의 보수에 +1을 하여 2의 보수 산출
레지스터: 중앙처리장치 내 두어지는 고속의 일시기억장치
산술및 논리 연산의 결과를 임시로 기억하는 누산기,
기억 주소나 장치의 주소를 기억하는 주소 레지스터를 비롯하여 컴퓨터의 동작을 관리하는 각종 레지스터가 사용됨
8086/ 8088
8086은 인텔에서 개발한 최초의 16비트 프로세서
시스템 버스
버스의 기본개념: CPU와 메모리 사이의 일을 쉽게 처리하기위해 버스 시스템이 구축됨
CPU의 명령에 따라 휘발성메모리와 비휘발성메모리 사이에 자료를 주고받을 때 버스가 필요함
즉 버스는 CPU와 메모리 사이의 정보전송에 사용되는 통로
주소버스: 물리 주소를 지정하는 데 쓰임
물리 주소란 컴퓨터의 메인 메모리에 접근할 때 사용되는 주소로, 기억장치의 주소 레지스터에 적재됨
데이터 버스: 한 사이클 시간에 읽어 올 수 있는 데이터 양 결정
쌍방향
명령어 실행 단계
명령어인출 -> 명령어 해독 ->데이터 인출 ->실행 사이클
한 명령어가 실행되는 시간은 명령어 호출, 명령어 해독, 데이터 호출, 실행 시간의 합
명령어 호출(Fetch time)
CPU가 다음에 실행될 명령어를 기억 장치에서 꺼내 명령문 레지스터에 옮겨 놓을 때까지의 작동 단계
명령어 해독(Execution time)
명령어를 해석하고 데이터를 인출하는 시간
MIPS: 사이클 시간, 데이터 버스 크기, 레지스터 크기, 논리 연산 장치 크기, 명령어 크기
주기억장치: CPU 작동을 위해 필요한 명령과 데이터를 가짐, 고속의 램을 사용하여 모든 데이터를 같은 속도로 처리함
주기억장치의 분류: RAM,ROM
RAM: 전원이 꺼지면 모든내용이 지워짐
읽기와 수정이 가능하다
사용자가 작성한 소프트웨어를 임시로 저장하는 곳임
정적램과 동적램으로 2가지 유형이 있음
SRAM vs DRAM
빠름 느림
고가 저가
많은 전력소비 적은 전력소비
내부회로 복잡 작은 내부회로
작은 저장공간 큰 저장공간
ROM: 전원이 꺼져도 내용이 보존됨
한 반 기록하면 삭제, 수정이 불가능한 기억장치를 말함
컴퓨터의 동작순서, 형식이 결정된 정보를 기억하는 장치로
한 번 입력된 기억은 지워지지 않으나 바꿀 수 있는 것도 있음
운영체제 기능, 언어의 해석 장치를 내장시키기 위해 이용됨
컴퓨터 외에도 영구적인 기억 장치가 필요한 전자 기기에 널리 사용됨
ROM의 종류
- 마스크 롬: 만들 때 미리 그내용이 기록
- PROM: 제조할 때는 내용이 없고 사용자가 필요에 따라 프로그램할 수 있는 프로그램 기능 읽기용 기억 장치
- EPROM: 자외선, 전기로 그 내용을 지우고 새로운 프로그램을 기록할 수 있는 기억 장치
기억장치 관리 방법
선형 기억장치 관리: 주소를 선형으로 배열, 논리주소== 물리주소
세그먼트 기억장치 관리: 기억장치를 세그먼트로 구분, 논리주소 != 물리주소, 물리주소 == 논리주소 + 세그먼트 번호
기억장치 주소지정 방식
- 직접 주소지정 방식: 명령어의 오퍼랜드 필드의 내용이 데이터의 유효주소임
장점: 1번만 필요하므로 간단하고 빠르게 데이터를 가지고옴
단점: 명령어 형식에서 정해진 오퍼랜드의 비트만을 사용하므로 메모리의 사용이 극히 제한적임 - 간접 주소지정 방식: 오퍼랜드의 값 A가 유효주소가 아니라, A에 저장되어 있는 값이 유효주소임
장점: 액세스되어지는 메모리의 범위가 명령어 형식의 오퍼랜드 필드의 길이에 제한을 받지 않고 확장할 수 있음
단점: 명령어 연산에 필요한 데이터를 얻는데 2번의 메모리 액세스가 필요함 - 즉시 주소지정 방식: 명령어의 오퍼랜드가 데이터의 기억장치 주소가 아니라, 명령어 수행에 필요한 데이터 그자체
EA : 현재 수행 중인 명령어가 저장되어 있는 기억장치 주소
레지스터 혹은 변수들의 초기 값을 정할 경우에 주로 사용됨
장점: 연산에 필요한 데이터를 가져오는데 기억장치를 액세스할 필요가 없으므로 인출 시간이 절약됨
단점: 사용되는 데이터의 표현이 오퍼랜드 필드의 비트에 제한을 받음
논리주소: 프로세스마다 독립적으로 가지는 주소 공간, 각 프로세스마다 0번지부터 시작
물리주소: 메모리에 실제 올라가는 위치, 주소 바인딩
주소바운딩 방식의 종류
- Compile time binding
물리적 메모리 주소가 컴파일 시 알려짐
시작 위치 변경 시 재컴파일
컴파일러는 절대 코드 생성 - Load time binding
loader의 책임하에 물리적 메모리 주소 부여
컴파일러가 재배치가능코드를 생성한 경우 가능 - Runtime bindin
수행이 시작된 이후에도 프로세스의 메모리상 위치를 옮길 수 있음
CPU가 주소를 참조할 때마다 binding을 점검