정보처리기능사 1. 컴퓨터의개념 - 2. 중앙처리장치

정보처리기능사 개념 1. 컴퓨터의 개념 - 2.중앙처리장치.pdf

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1. EDPS (Electronic Data Processing System)

• 입력된 자료를 프로그램 명령 순서에 따라 처리하여 출력하는 전자 자료처리 시스템.

2. ADSP (Automatic Data Processing System)

• 컴퓨터는 프로그램에 의해 자동으로 처리되므로 ADSP라고도 함.

3. 데이터와 정보

• 데이터: 관찰이나 측정을 통해 수집한 단순한 사실이나 결과 값. 숫자, 문자, 기호 등을 이용해 형식화.
• 정보: 의사 결정에 도움을 줄 수 있도록 데이터를 가공(처리)한 것.

4. 컴퓨터의 특성

1. 대용량성: 많은 데이터를 처리 및 저장 가능.
2. 범용성: 다양한 용도로 사용 가능.
3. 호환성: 특정 하드웨어나 소프트웨어를 여러 컴퓨터에서 사용 가능.
4. 정확성: 사용자의 요구 기능을 충족하는 정도.
5. 신뢰성: 고장 없이 원활하게 기능을 수행하는 정도.

GIGO (Garbage In, Garbage Out): 잘못된 입력이 있으면 잘못된 출력이 나온다는 컴퓨터의 수동성을 의미.

5. 컴퓨터 구성 요소

• 하드웨어 (Hardware): 컴퓨터 시스템을 구성하는 물리적 부품.
  • 중앙처리장치(CPU): 레지스터 + 제어장치 + 연산장치
  • 주변장치: 입·출력 장치 + 보조기억 장치
• 소프트웨어 (Software): 하드웨어를 동작시키기 위한 명령의 집합.
  • 시스템 소프트웨어: 하드웨어 운영 및 제어 (예: 운영체제, 드라이버)
  • 응용 소프트웨어: 특정 업무 처리 (예: 워드프로세서, 게임)

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1. 중앙처리장치(CPU ; Central Processing Unit)

• 컴퓨터 시스템의 두뇌 역할을 하며, 모든 장치의 동작을 제어하고 명령을 실행하는 장치.
• 구성 요소: 제어장치(Control Unit) + 연산장치(ALU) + 레지스터

2. 제어장치(Control Unit)

• 컴퓨터의 모든 장치 동작을 지시하고 제어.
• 명령어를 해독하여 해당 장치에 제어 신호를 보냄.
• 구성 요소:
  • 프로그램 카운터(PC)
  • 명령어 레지스터(IR)
  • 부호기(Encoder)
  • 명령어 해독기(Decoder)
  • 번지 해독기

3. 명령어 실행 과정

1. 프로그램 카운터(PC)의 값을 번지 레지스터로 이동.
2. 주기억장치에서 명령어를 인출.
3. 프로그램 카운터 증가.
4. 명령어를 명령 레지스터(IR)로 이동.
5. 명령을 해독하여 실행.

4. 연산장치(ALU ; Arithmetic & Logic Unit)

• 제어장치의 명령에 따라 연산을 수행.
• 수행 연산: 산술 연산, 논리 연산, 관계 연산, 이동(Shift) 연산.
• 구성 요소:
  • 가산기
  • 누산기(AC)
  • 보수기
  • 데이터 레지스터
  • 상태 레지스터
  • 오버플로 검출기
  • 시프트 레지스터

 

레지스터 종류 및 기능 

프로그램 카운터 (PC; Program Counter)	다음 번에 실행할 명령어의 번지를 기억
명령 레지스터 (IR; Instruction Register)	현재 실행 중인 명령어의 내용을 기억
누산기 (AC; Accumulator)	연산된 결과를 일시적으로 저장하는 연산 중심 레지스터
상태 레지스터 (Status Register)	PSW(Program Status Word) 저장, 오버플로, 인터럽트 상태 관리
PSWR (Program Status Word Register)	시스템 내부 상태 기록
플래그 레지스터 (Flag Register)	조건 코드 및 연산 결과의 상태 정보 저장
메모리 주소 레지스터 (MAR; Memory Address Register)	기억장치에서 데이터를 읽고 쓸 주소 기억
메모리 버퍼 레지스터 (MBR; Memory Buffer Register)	기억장치를 출입하는 데이터를 일시적으로 저장 (버퍼 역할)
인덱스 레지스터 (Index Register)	주소 변경, 서브루틴 연결, 반복 연산 횟수 카운트
데이터 레지스터 (Data Register)	연산에 사용될 데이터를 기억
시프트 레지스터 (Shift Register)	클럭 펄스에 의해 데이터의 비트 이동 수행 (좌/우 이동)