폰 노이만 모델 - COA 튜토리얼

Von-Neumann은 1945년에 나중에 Von-Neumann Architecture로 알려진 컴퓨터 아키텍처 설계를 제안했습니다. 이는 제어 장치, 산술, 논리 메모리 장치(ALU), 레지스터 및 입력/출력으로 구성됩니다.

폰 노이만 아키텍처는 명령 데이터와 프로그램 데이터가 동일한 메모리에 저장되는 프로그램 저장 컴퓨터 개념을 기반으로 합니다. 이 디자인은 오늘날 생산되는 대부분의 컴퓨터에 여전히 사용되고 있습니다.

폰-노이만 모델의 구성요소:

대량의 데이터 처리 작업을 수행하는 컴퓨터 부분을 중앙 처리 장치라고 하며 CPU라고 합니다.

중앙 처리 장치는 컴퓨터 프로그램의 명령을 실행하는 전기 회로로 정의될 수도 있습니다.

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CPU는 컴퓨터에 통합된 명령 유형에 따라 다양한 기능을 수행합니다.

CPU의 주요 구성 요소로는 ALU(산술 및 논리 장치), CU(제어 장치) 및 다양한 레지스터가 있습니다.

ALU(산술 및 논리 장치)는 명령 실행에 필요한 마이크로 연산을 수행합니다. 간단히 말해서, ALU는 산술(더하기, 빼기 등) 및 논리(AND, OR, NOT 등) 연산을 수행할 수 있도록 합니다.

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컴퓨터 시스템의 제어 장치는 ALU, 메모리, 입출력 장치와 같은 구성 요소의 작동을 제어합니다.

제어 장치는 가져올 명령어의 주소를 포함하는 프로그램 카운터와 실행을 위해 메모리에서 명령어를 가져오는 명령어 레지스터로 구성됩니다.

레지스터는 CPU의 고속 저장 영역을 나타냅니다. CPU가 처리한 데이터는 레지스터에서 가져옵니다.

다음은 데이터 처리에 중요한 역할을 하는 레지스터 목록입니다.

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레지스터	설명
MAR(메모리 주소 레지스터)	이 레지스터는 액세스해야 하는 데이터의 메모리 위치를 보유합니다.
MDR(메모리 데이터 레지스터)	이 레지스터는 메모리로 또는 메모리에서 전송되는 데이터를 보유합니다.
AC(어큐뮬레이터)	이 레지스터는 중간 산술 및 논리 결과를 보유합니다.
PC(프로그램 카운터)	이 레지스터에는 다음에 실행될 명령어의 주소가 포함되어 있습니다.
CIR(현재 명령 레지스터)	이 레지스터에는 처리 중 현재 명령이 포함되어 있습니다.

버스는 다중 레지스터 구성 시스템의 레지스터 간에 정보를 공유하는 수단입니다.

버스 구조는 레지스터의 각 비트에 하나씩 있는 일련의 공통 라인으로 구성되며, 이를 통해 이진 정보가 한 번에 하나씩 전송됩니다. 제어 신호는 각각의 특정 레지스터 전송 중에 버스에 의해 어떤 레지스터가 선택되는지를 결정합니다.

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Von-Neumann Architecture는 데이터 전송을 위한 세 가지 주요 버스 시스템으로 구성됩니다.

버스	설명
주소 버스	주소 버스는 프로세서와 메모리 사이에서 데이터 주소(데이터 아님)를 전달합니다.
데이터 버스	데이터 버스는 프로세서, 메모리 장치 및 입/출력 장치 간에 데이터를 전달합니다.
제어 버스	제어 버스는 CPU에서 신호/명령을 전달합니다.

메모리 장치는 정보를 저장소 안팎으로 전송하는 데 필요한 관련 회로와 함께 저장 셀의 모음입니다. 메모리는 단어라는 비트 그룹에 이진 정보를 저장합니다. 메모리 장치의 내부 구조는 포함된 단어 수와 각 단어의 비트 수로 지정됩니다.

컴퓨터 시스템에는 두 가지 주요 유형의 메모리가 사용됩니다.