?2021년 1학기 컴퓨터의이해 기말시험 과제물(컴퓨터 기억장치 계층구조의 개념 등)

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2021-05-18 11:10

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2021년 1학기 컴퓨터의이해 기말시험 과제물(컴퓨터 기억장치 계층구조의 개념 등)

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설명 : 1. 컴퓨터 기억장치 계층구조의 개념을 설명하시오.
2. 운영체제는 사용자가 컴퓨터를 편리하기 사용할 수 있도록 사용자 인터페이스 및 기타 유용한 기능을 제공한다. 그 중 유용한 기능을 세 가지 조사하여 용도, 사용법, 유용성을 설명하시오.
3. 데이터 교환 방식에 대해서 교환 방식의 종류 및 각 교환 방식의 장단점 등을 포함하여 정리하시오.
4. 무인자동차가 안전하게 운행되기 위해 요구되는 정보통신기술에 대해 조사하여 논리적으로 작성하시오.

- 목 차 -

1. 컴퓨터 기억장치 계층구조의 개념을 설명하시오.

2. 운영체제는 사용자가 컴퓨터를 편리하기 사용할 수 있도록 사용자 인터페이스 및 기타 유용한 기능을 제공한다. 그 중 유용한 기능을 세 가지 조사하여 용도, 사용법, 유용성을 설명하시오.

3. 데이터 교환 방식에 대해서 교환 방식의 종류 및 각 교환 방식의 장단점 등을 포함하여 정리하시오.

4. 무인자동차가 안전하게 운행되기 위해 요구되는 정보통신기술에 대해 조사하여 논리적으로 작성하시오.

참고문헌

<< 함께 제공되는 참고자료 한글파일 >>
1. 데이터 교환 방식에 대해서 교환 방식의 종류 및 장단점.hwp
2. 무인자동차가 안전하게 운행되기 위해 요구되는 정보통신기술.hwp
3. 운영체제의 유용한 기능.hwp
4. 컴퓨터 기억장치 계층구조의 개념.hwp

1. 컴퓨터 기억장치 계층구조의 개념을 설명하시오.

1) 주기억장치
컴퓨터에서 프로그램과 데이터를 저장하는 가장 기본적인 저장장치는 주기억장치로서 프로그램이 동작하기 위해 필요한 명령어와 데이터는 주기억장치에 저장되어 있어야 한다. 그리고 중앙처리장치 안에는 레지스터라고 하는 매우 빠른 소량의 기억장치를 가지고 있어 연산에 필요한 데이터를 빠르게 처리할 수 있도록 저장한다.
계층 구조에서 최상위 계층의 기억장치, 즉 가장 빠르고, 가장 용량이 적으며, 비트당 가격이 가장 높은 기억장치는 프로세서 내부에 있는 레지스터들이다. 어떤 CPU들은 수백 개의 레지스터들을 가지고 있기도 하지만, 일반적으로는 수십 개 정도의 레지스터들을 가지고 있다. 대부분의 경우에 CPU 클록 신호의 한 주기 동안에 레지스터에 데이터를 쓰거나 읽는 것이 가능하다. 예를 들어, 1 GHz의 클록으로 동작하는 CPU에서 내부 레지스터에 대한 읽기/쓰기 동작에 걸리는 시간은 1ns이다.
주기억장치는 대부분 반도체 기억장치 칩들로 구성되지만, 액세스 시간은 대략 수 십 내지 수 백 ns 정도로서 레지스터 액세스 시간보다 훨씬 더 길다. 따라서 프로그램 실행 중에 CPU가 필요로 하는 데이터가 레지스터에 없는 경우에 주기억장치로부터 읽어오기 위해서는 상당히 긴 시간을 기다려야 한다. 특히 대규모 컴퓨터시스템에서와 같이 CPU와 주기억장치가 서로 다른 보드 상에 위치하는 경우에는 데이터 전송 시간도 길어지기 때문에 더욱 심각한 문제가 발생하게 된다.
캐시는 프로그래머에게는 보이지 않으며(존재를 의식할 필요가 없다는 의미), 사실상 CPU에게도 보이지 않는다. 그것은 성능을 향상시키기 위하여 주기억장치와 CPU 내부 레지스터 사이에서 데이터를 일시 저장하는 중간 버퍼 기능을 수행한다. 캐시로는 고속의 반도체 기억장치 칩들이 사용되며, 대략 5~20ns 정도의 액세스 시간을 가진다.
기억장치들은 CPU가 직접 액세스할 수 있는 내부 기억장치들이다. 즉, CPU가 주소를 발생하고, 그 주소에 의해 지정된 기억장치로부터 데이터가 인출되면 받아들이는 등, 모든 액세스 동작을 CPU가 직접 수행할 수 있다. 그런데 주기억장치는 중앙처리장치에 비해 매우 느리기 때문에 좀 더 빠른 메모리인 캐시 기억장치를 그 사이에 둔다. 주기억장치에 비해 고가이기 때문에 적은 양의 캐시를 사용하므로 프로그램과 데이터를 일부만 저장할 수 있지만, 이를 잘 운용하여 컴퓨터의 속도를 크게 향상할 수 있다.

- 중략 -

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