컴퓨터 계층구조

계층적 구조를 통해 간접적으로 자원을 제공
- 사용자는 응용프로그램을 통해 컴퓨터 활용
- 응용 소프트웨어는 운영체제를 통해 자원^{컴퓨터 하드웨어}활용
운영체제가 모든 자원에 대한 배타적 독점적 지배를 통해 하드웨어 자원에 대한 추상화 제공

폰 노이만/하버드 구조

프로그램 명령어와 데이터가함께 메모리에 있어 CPU를 통해 연산하는 구조
데이터 메모리와 프로그램 메모리가 구분되어 있지 않고 하나의 버스를 가지고 있는 구조 때문에 CPU가 명령어와 데이터에 동시 접근할 수 없어 속도가 떨어진다.

명령어를 해석하여 실행하는 장치
Register
- CPU내에 데이터를 임시로 보관
- 실제 CPU에서 모든 연산은 레지스터가 저장한 값을 가지고 수행
  - 즉 ALU, Control Unit은 Register값 밖에 모름
ALU
- 데이터의 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 같은 산술연산과 AND, OR 같은 논리연산을 수행
Control Unit -명령어를 해석하고 해석 결과에 따라 작업을 지시

Fetch^가져와서! → Decode^해석하고! → Execute^실행한다!
Control Unit을 통해 메모리에서 PC^{Program Counter}위치의 명령어^{기계어 코드}를 읽고 연산할 값을 레지스터에 적재한 후 해석하고 ALU를 통해 명령어를 수행.
Fetch이후 PC가 1 증가하여 다음 명령어를 가르킨다.

CPU가 일을 하는 중에 외부로 들어온 작업요청을 처리하는 방법
키보드 조작, 네트워크 패킷수신, USB연결 확인 요청, 에러 발생 이벤트 등
Polling
- CPU가 직접 외부 상태를 주기적으로 감시하다가 요청이 발생하면 처리하는 방식
- 검사하는 주기에 따라 메세지 응답속도가 증가하지만 CPU가 처리해야하는 추가적인 태스크가 생기기 때문에 성능문제 발생
Interrupt
- 외부 장치가 CPU에 직접 요청을 하면 CPU가 처리하는 방식
- 인터럽트가 발생 시 PC가 변경되어 ISR^{Interrupt Service Routine}을 실행
- ISR이 끝나면 이전에 처리하던 명령어 주소로 PC가 복구된다
- Interrupt 순서
  - I/O 장치 가 CPU에서 서비스를 원할 때 인터럽트 요청로 벡터 번호를 CPU에 전송
    - vector : 각 인터럽트 서비스 루틴의 시작 주소 테이블
  - CPU는 I/O 장치의 요청을 처리할 준비가 되었을 때 인터럽트 승인 신호를 나타낸다
- Interrupt 종류
  - 하드웨어 인터럽트
    - CPU 외부의 디스크 컨트롤러나 주변장치
  - 소프트웨어 인터럽트(Trap/Exception)
    - CPU 내부에서 자신이 실행한 명령이나 CPU의 명령 실행에 관련된 인터럽트
    - 처리 불가능한 오류, 이벤트등을 알리기 위해 사용
DMA(Direct Memory Access)