1편 컴퓨터 구조

제 1장 컴퓨터 구조의 발전

1. 컴퓨터의 구성장치와 기본구조

컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어와 소프트웨어로 구분됩니다.

 

2. 컴퓨터 구조의 발전 과정

구분	1세대	2세대	3세대	4세대	5세대
하드웨어 특징	진공관	트랜지스터	집적회로	LSI	VLSI
소프트웨어 특징	일괄처리	다중프로그래밍	시분할처리	시분할처리	병렬처리 자연어 처리

 

1세대 컴퓨터 특징

- 진공관을 사용함에 따라 크기가 매우 크며, 열발생량과 전력 소모가 많다.

- 기계어에 가까운 어셈블리어가 사용됨.

- 대표적으로 ENIAC과 UNIAC이 있다.

- 폰 노이만이 프로그램 내장의 개념을 도입

 

2세대 컴퓨터 특징

- 트랜지스터로 대체한 컴퓨터

- 기억용량이 중대되었고 연산의 속도가 빨라짐.

- 크기를 작게하고 열 발산과 전력 소모를 줄임.

- 다중 프로그래밍이 가능

 

3세대 컴퓨터 특징

- 집적회로를 사용한 컴퓨터

- 2세대에 비해 저렴한 가격과 소형화를 이룸

- 소프트웨어 산업의 비중이 증가

- 시분할 처리를 통한 멀티프로그래밍을 지원 및 캐시 메모리 등장

- 대표적으로 IBM360, UNIVAC9000이 있다.

 

4세대 컴퓨터 특징

 - 고밀도 집적회로를 이용한 컴퓨터

- 저렴한 가격과 소형화된 컴퓨터

- 개인 컴퓨터(PC)의 대중화

- 온라인 실시간 처리 시스템의 보편화

- 대표적으로 IBM4300이 있다.

 

5세대 컴퓨터 특징

 

-  초고밀도 집적회로를 사용함

- 기계와 인간의 인터페이스를 좀 더 편리하도록 GUI환경을 구현

- 다중 프로세서를 사용한 병렬처리

제 2장 프로세스 구조

 

프로세스란?

현재 실행 중인 프로그램, 비동기적 활동, 활성 프로그램, 프로세스 제어블록을 가진 프로그램, 실행 가능한 프로그램이 모두를 읽컫는 말.

프로세스 전이상태도

 

1. 프로세스 제어블록

프로세서는 프로그램 코드와 프로세스 제어블록(PCB)으로 구성된다.

PCB는 프로세스 관련 정보를 포함하는 자료 구조로, OS에게 프로세스 관리를 위한 정보를 제공

프로세스의 상태를 파악하기 위한 유지 및 관리가 되고, 프로세스의 현재 상태, 이름 , 우선순위, 메모리 주소, 할당된 자원목록 등을 포함한다.

 

2. 프로세스 관련 작업

- 생성(Creation)

운영체제가 디스크 내의 프로그램을 선택하여, 그 프로그램의 프로세스 제어블록을 만드는 프로세스를 생성한다.

생성된 프로세스는 준비 상태로 바뀌며, 준비 리스트 맨 마지막으로 위치한다.

또한 각 프로세스들은 운영체제의 도움으로 자식 프로세스를 생성할 수 있다.

 

- 파괴(Destroy)

프로세스의 제어블록을 회수하고 프로세스를 제거하는 역할을 한다.

부모 프로세스가 제거되면, 자식 프로세스도 제거된다.

 

- 일시 정지(Suspend)

프로세스는 작업 중 대기하는 일이 발생할 수 있다.

이러한 경우는 해당 프로세스 또는 다른 프로세스에 의하여 발생할 수 있다.

 

- 재시작(Resume)

일시정지 상태인 프로세스가 이전 상태로 돌아가는 것을 의미한다.

 

3. 대기와 재동작

실행중 Overflow등 예상치 않은 이벤트가 발생하게 되면 프로세스가 대기상태로 변할 수 있다.

일정시간이 지나 원인이 해결되게 되면 재동작한다.

 

4. 인터럽트 처리

인터럽트란?

컴퓨터 작동 중 예기치 않은 문제가 발생시 인터럽트 처리 루틴이 작동하여 CPU에게 알려주어 해결하고 이전 상태로 이전시키는 작업이다.

인터럽트의 우선순위에 의해 인터럽트를 처리하게 된다.

우선순위
1	전원 공급의 이상
2	CPU의 기계적인 오류
3	외부 신호에 의한 인터럽트
4	입출력 전송 요청 및 전송 완료, 전송 오류
5	프로그램 검사 인터럽트
6	슈퍼바이저 호출(SVC 인터럽트)

 

 

인터럽트 발생 원인 및 종류