[1] Computer Architecture コンピュータ アーキテクチャ

[1] Computer Architecture コンピュータ　アーキテクチャ

1. アーキテクチャとは?

오늘 날 컴퓨터는 연구자나 기술자뿐 아니라, 일반의 사람에게도 특히 보통의 도구로서 넓게 사용되어지고 있다. 또 컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어부터 구성되어 있다는 사실은 이미 상식이다. 예를 들면, 하드웨어는 컴퓨터본체와 그 주변 기기, 소프트웨어는 운영체제와 워드프로세서, 표계산등의 프로그램을 지시하는 인식이 일반적이다. 즉 양자는 다른 상품을 나타내는 용어로 사용되는 경우가 많다.

한편 컴퓨터를 설계하는 입장의 사람으로 부터 보면 하드웨어와 소프트웨어는 더 밀접하게 관계되어 있다. 예를 들면 고성능의 하드웨어를 구축하려는 경우에는 거기서 작동하는 소프트웨어의 방법을 포함시킨 설계를 행해야 하는 필요가 있다. 동시에 고성능의 소프트웨어를 개발하는 경우에는 하드웨어(동작환경)를 생각하는 것이 불가피한 요소가 된다.

또 하드웨어와 소프트웨어가 함께 동작하여 어떤 기능을 실현하는 경우도 적지 않다. 결국 어떤 컴퓨터 시스템을 구성할까 라는 설계사상은 하드웨어와 소프트웨어의 양쪽을 포함해야하는 것이다.

하드웨어와 소프트웨어, 게다가 컴퓨터의 설계사상과 개발기술을 포함하여, 컴퓨터 구조라고 말한다. 아키텍쳐는 컴퓨터의 구성에 관한 모든 항목을 포함하는 용어이다. 또 컴퓨터를 구성요소별로 분별하여 예를 들면, 명령 셋트 아키텍쳐, 메모리 아키텍쳐, 입출력 아키텍쳐, 등인 것이다.

컴퓨터구조에 대해서는 컴퓨터를 계산기로서 계산기구조라고 하는 경우가 있다. 또 시스템이라는 용어를 사용해서 컴퓨터시스템, 계산기 시스템이라고 하기도 한다.

개인으로 퍼스널 컴퓨터를 구입하는 경우를 생각하자. 누군가가, 더 저가격으로 더 고성능의 기종을 구입하고 싶다고 생각하는 것은 당연하다. 하지만 예산에는 한계가 있기 때문에  가격과 성능의 밸런스를 생각해서 기종을 선정하게 된다. 예를 들면 고속으로 동작하는 컴퓨터 정도 고가격인 경우에는 동작속도와 가격의 비율로 부터 타협점을 찾는다. 이런 식으로 저쪽을 더하면 이쪽이 내려간다는 상활으로 타협을 트레이드 오프 라고 한다.

컴퓨터의 설계에 대해서는 예를 들면 범용성을 중시하면 고속성의 실현이 곤란해지고, 조작성을 중시하면 전문성이 상하게 되는 등 트레이드 오프를 생각해야 한다. 또 어느 기능을 실현하는 경우에, 소프트웨어를 중시하면 확장성이 높아지지만 고속성이 상하게 되어 하드웨어를 중하면 그 반대의 결과가 나는 소프트웨어와 하드웨어의 트레이드오프등도 있다. 이렇듯 컴퓨터 구조에 대해서는 계속 트레이드오프를 생각한 설계가 필요하다.

-그 다음은 컴퓨터의 역사인데 생락...

2. 노이만 형 컴퓨터 (Neumann, Johann Ludwig von, 노이만)

현재의 컴퓨터의 대부분은 노이만형이라고 불리는 방식을 채용하고 있다. 노이만형이라는 명사의 사용에 대해서는 찬불양론이 있지만 현실에는 정착해 있는 명사이므로 사용하고자 한다.

- 노이만 형 컴퓨터의 특징

1. 프로그램 가변내장방식

2. 축차처리방식 - 순차적으로 처리한다

3. 단 메모리 방식 : 프로그램과 데이타는 같은 메모리안에 있어 메모리에는 주소가 지정되어 있다. 일시적인 데이타 격납영역으로서 고속으로 동작하는 작은 메모리인 레지스타를 준비해 있다.

- 기본 구성

 

 

 

여기부터는 잘 알고있는 컴퓨터의 역사가 계속 지루하게 이어지므로 생략... 중요한 부분으로..