컴퓨터의 요소

컴퓨터의 뇌라고 할 수 있는 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)는 주 기억장치인 메모리에서 명령어를 읽어 들이고 이를 해석하여 수행하는 작업을 맡는다.

1. 제어장치(CU, Control Unit)

제어장치는(CU)는 프로세스 조작을 지시하는 CPU의 한 부품이다.

입출력장치 간의 통신을 제어하고 명령어들을 해석하여 데이터 처리 순서를 결정한다.

2. 레지스터(Register)

레지스터는 CPU 안에 있는 연산 속도가 매우 빠른 임시기억장치를 말한다.

CPU와 직접 연결되어 있으므로 연산 속도가 메모리보다 수십~수백 배까지 빠르다.

CPU는 자체적으로 데이터를 저장할 방법이 없기에 레지스터를 거쳐 데이터를 전달한다.

3. 산술논리연산장치(ALU, Arithmetic Logic Unit)

산술논리연산장치(ALU)는 덧셈, 뺄셈과 같은 두 숫자의 산술 연산과 배타적 논리합, 논리곱 같은 논리 연산을 계산하는 디지털 회로이다.

CPU가 현재 실행 중인 작업을 중단하고 다른 작업을 처리할 수 있도록 하는 메커니즘이다.

컴퓨터 시스템에서 주로 입출력(I/O) 장치와 메모리 간의 데이터 전송을 관리하는 장치입니다. CPU의 개입 없이, DMA 컨트롤러가 데이터를 메모리와 입출력 장치 간에 직접 전송함으로써 데이터 전송의 효율성을 향상시킵니다.

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직접 메모리 접근(DMA)은 특정 하드웨어 하위 시스템이 CPU와 독립적으로 메인 시스템 메모리에 접근할 수 있게 해주는 컴퓨터 시스템의 기능이다.
주변장치의 데이터는 장치 컨트롤러에 의해 로컬 버퍼로 이동한다. 그러나 전송할 데이터가 많은 경우, 많은 양의 데이터의 이동으로 인한 부담이 커지는데 이러한 문제를 해결하기 위해 DMA를 이용한다. 장치 컨트롤러가 데이터의 한 블록을 이동시키는데 이 과정에서 DMA로 인해 CPU의 개입이 필요없게 된다. CPU에서는 데이터 이동이 완료되었다는 단 한 번의 인터럽트만 발생한다. 데이터가 전송되는 동안 CPU는 다른 작업을 수행할 수 있게 되어 효율성이 높아진다.
디스크 드라이브 컨트롤러, 그래픽 카드, 네트워크 카드, 사운드 카드를 포함한 많은 하드웨어 시스템이 DMA를 사용한다. DMA는 멀티 코어 프로세서의 칩 내부 데이터 전송에도 쓰인다. DMA는 메모리 간 복사 또는 데이터 이동에도 쓰일 수 있다.