성신여자대학교 / 2009 학년도 1 학기 IT 학부 / 컴퓨터정보학부교수김도형
컴퓨터의소개, 컴퓨터조립그리고중앙처리장치 (CPU) 컴퓨터의기능및필요성 컴퓨터의역사와발전 컴퓨터의종류 컴퓨터를직접조립해서사용한다는일 컴퓨터조립을위해필요한것들 컴퓨터조립관련사이트 CPU의기능 CPU의구성요소 CPU 스펙보는방법 용도에맞게 CPU 고르기
컴퓨터의기능및필요성 (1/2) 컴퓨터의기능 사람의기능에비유되는다섯가지기능을수행하며, 추가적으로통신기능을말한다. 기능의구분 입력기능 기억기능 출력기능 처리기능 제어기능 통신기능
컴퓨터의기능및필요성 (2/2) 컴퓨터의필요성 모든가전기기와결합하고있으며, 전기가공급되는모든기계에까지컴퓨터가활용 모든회사에서컴퓨터를업무에이용하고있으며, 이를통해매우신속하고정확한처리가가능 가상현실이나모의실험을활용하면사람에게직접적인위험부담을줄일수있다
컴퓨터의역사와발전 (1/3) 컴퓨터의역사 초기의계산기 계산자등 Babbage의기계들 차분기관과해석기관 ( 제어부분, 산술연산부분, 기억장치, 입출력장치등을포함. 모든범용디지털컴퓨터의본체 ) 상업적인계산기들 가산기 (adding/listing machine) 등 ENIAC
컴퓨터의역사와발전 (2/3) 세대별구분 1 세대 (1951~1958) 주요소자 : 진공관 연산속도 : ms(10-3 sec) 사용언어 : 기계어, 어셈블리어 2 세대 (1959~1964) 1964) 주요소자 : 트랜지스터 (TR) 연산속도 : μs (10-6 sec) 사용언어 : COBOL, FORTRAN, Algol 등 3 세대 (1965~1970) 주요소자 : 집적회로 (IC) 연산속도 : ns(10-9 sec) 사용언어 : BASIC, Pascal, LISP, PL/I 등
컴퓨터의역사와발전 (3/3) 4 세대 (1971~ 현재 ) 주요소자 : 고밀도집적회로 (LSI) 연산속도 : ps(10-12 sec) 사용언어 : C, ADA 등 5세대 ( 현재 ~) 주요소자 : 초고밀도집적회로 (VLSI) 연산속도 : fs(10-15 sec) 사용언어 : Visual C++, Visual Basic, Java, Delphi 등
컴퓨터의분류 (1/3) 처리능력에따른분류 슈퍼컴퓨터 (Super Computer) 기상예측이나자연과학, 공학, 주식, 매매예측, 기타연구설계, 군사용등으로사용 대형컴퓨터 (Mainframe Computers) 대학, 금융기관, 보험, 증권회사, 은행, 각종연구기관등에서사용한다 미니컴퓨터 (Mini computer) 대형컴퓨터에비해가격이저렴하고운영이용이해학교, 각종단체등에서사용 워크스테이션 (workstation) 미니컴퓨터와퍼스널컴퓨터의중간단계에있는컴퓨터 퍼스널컴퓨터 (Personal Computer) 공공단체나기업에서는개인의업무처리에사용
컴퓨터의분류 (2/3) 사용목적에따른분류 전용컴퓨터 (dedicated computer) 잠수함이나미사일, 항공기등의궤도를추적하는군사용및산업공정제어나예약시스템과같은민간용등에도응용이가능 프로그램이내장되었기때문에처리속도가빠름 범용컴퓨터 (general purpose computer) 과학기술에필요한수치를계산하거나, 기술계산용, 기업업무, 사무처리분야등에서이용
컴퓨터의분류 (3/3) 자료의표현방법에의한분류 아날로그컴퓨터 (Analog Computer) 특수목적용컴퓨터 연속적인물리량을이용해서데이터를처리 다양하고끊임없이연속되는자료를처리할때사용 디지털컴퓨터 (Digital Computer) 범용성컴퓨터 이산적데이터처리 하이브리드컴퓨터 (Hybrid Computer) 특수목적용컴퓨터 아날로그와 디지털 컴퓨터의 장점을 혼합한 컴퓨터
컴퓨터를직접조립해서사용한다는일 Why? 예산면에서완제품구매보다유리 컴퓨터의성능이나기능면에서맞춤형이가능 추후확장 ( 예컨대 CPU, 메모리, 하드디스크등 ) 이가능 컴퓨터구조에대한공부 컴퓨터자체또는기계에대한친숙함향상, 두려움감소 타인에게컴퓨터전공자로서의이미지제고 ^^; Then, is it hard or difficult? 전혀! 약간의차분함과약간의끈기가있고, 두손만있으면가능
컴퓨터조립을위해필요한것들 (1/2) 부품에대한지식 조립자체는별로어렵지않으나, 부품들간의소위 궁합 이맞아야문제가발생하지않음 PC 본체를위한부품들 : CPU, 주기판 ( 메인보드또는마더보드 ), 주기억장치 ( 메모리 ), 그래픽카드, 네트웍카드, 사운드카드, TV 카드, 하드디스크드라이브, 광학디스크드라이브, 플로피디스크드라이브, 메모리카드리더, 전원공급기 ( 파워서플라이 ), 케이스 대체로부품들중성능에크게영향을주는것은 CPU, 메모리, 그래픽카드, 메인보드등이고, 안정성에크게영향을주는것은메인보드, 파워서플라이, 케이스등임 네트웍카드, 사운드카드의기능은최근메인보드에내장되는경향 (on-board) 고성능이필요없을경우그래픽카드의기능까지메인보드에포함되는경우도많음
컴퓨터조립을위해필요한것들 (2/2) 조립시주의할것 많은기능이메인보드에내장되는경우, 조립은별로할일이없을정도로간단 : 메인보드에 CPU, 메모리를장착하고케이스에고정시킨뒤, 케이스의베이 (bay) 에하드디스크드라이브, 광학디스크드라이브등을장착하고메인보드와연결하면끝 겨울과같이건조하여정전기의발생이심한경우는반도체부품 (CPU, 메모리, 확장카드에서반도체부분등 ) 을만질때조심해야함 부품들을장착할때잘들어가지않는다고무리한힘을가하는일은절대금물! 조립후해야하는일 CMOS BIOS 설정 운영체제 (OS) 설치 장치드라이버설치 응용프로그램설치
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CPU의기능 기억기능 레지스터에의해수행 레지스터는당장혹은가까운장래에프로세서에의해사용될데이터를보관하는임시기억장치로서여러종류의레지스터가프로세서내에존재함 연산기능 ALU 에의해산술연산과논리연산으로구분됨 전달기능 레지스터와 ALU 간의인터페이스인버스를통해수행됨 내부버스는 ALU에의해직접연결되며외부버스는 CPU와주기억장치, CPU와주변장치사이에연결됨 제어기능 제어장치에의해수행되며, 제어장치는주기억장치에기억된명령을하나씩가져와서해독하고그명령이지시하는연산이되도록해당되는장치에지시신호를보내줌
CPU의구성요소 산술연산장치 (ALU) 레지스터 (register): 범용, 특수목적 버스 (bus): 데이터, 주소, 제어 제어부 (CU) 디코더 (decoder)
CPU 스펙보는방법 (1/3) 코어의동작속도 (core clock speed) 속도가빠를수록좋은 CPU 이나가격도고가, 고발열 주로 GHz(gigahertz) 로표시 기본 clock clock 배수 의결과 예 : Intel Core2 Duo E6750 은 333MHz 8 = 2.66GHz 시스템버스의속도 (front side bus; FSB) CPU가주기억장치와데이터를주고받는통로의속도 주로 MHz(megahertz) 로표시 기본 clock 4(Intel 경우 ) 또는 2(AMD 경우 ) 의결과 예 : Intel Core2 Duo E6750은 333MHz 4 = 1333MHz
CPU 스펙보는방법 (2/3) 2차캐쉬메모리의양 (level 2 cache memory) CPU와주기억장치의속도차로인한병목현상을완화시키기위한특수고속메모리 제작단가가고가이므로보통 512KB~8MB 정도포함 제조공정 CPU에집적된트랜지스터가얼마나촘촘하게들어갔는지를가름하는공정의세밀도 세밀한공정은 CPU 의전력소모량을줄이고, 저발열 Intel Core2 Duo E6750 은 65nm 공정 ( 코드명 : Conroe)
CPU 스펙보는방법 (3/3) 코어의수 CPU는컴퓨터의두뇌이나, 한패키지안에여러개의코어를넣을수있다 ( 다중두뇌?). Intel의경우 Pentium 4(Pentium 4 D 는제외 ) 까지는단일코어였으나, 이후 2 개의코어를가진 CPU(dual-core) 에이어현재는 4 개의코어가들어간 CPU(quad-core) 까지시장에나와있다. 모든작업에서코어수만큼의성능향상이있는것은아니나, 3D 그래픽의렌더링작업이나동영상의인코딩작업등에서는월등한성능을발휘 소켓형식 : 메인보드와일치하도록 AMD: AM2, AM2+, AM3 Intel: LGA775, LGA1366
용도에맞게 CPU 고르기 자신이사용할용도에맞는선택이매우중요 ; 굳이고사양의 CPU가꼭필요하지는않음. 현재시장에서가장많이팔리고있는모델이나그근처의모델을선택하는것이가격대성능비가우수 ( 최신제품은가격이지나치게고가이고고가의다른부품요구 ) 굳이 Intel 을고집할필요는없으며 AMD 도고려에포함 용도에따른분류 2009년 1 학기 기초형 ( 웹서핑, 오피스작업, 음악 / 단순동영상감상, 간단한프로그래밍연습, 단순한게임등 ) 일반형 ( 기본형 + 고화질동영상감상, 2D 그래픽작업, 단순한 3D 게임, 일반프로그래밍등 ) 고급형 ( 일반형 + 3D 그래픽작업, 단순동영상작업, 3D 게임, 대규모프로그래밍등 ) 최고급형 ( 고급형 + 동영상작업, 하드코어 3D 게임등 )
CPU 선택의실례 (1/2) 2009년 3월현재 기초형 : \50,000~W75,000 AMD Intel Sempron Sparta LE-1250, Athlon64 Lima LE-1640 Celeron Conroe-L 430, Celeron Conroe E1400 일반형 : \80,000~ 80,000~\130,000 AMD Intel Athlon64-X2 Brisbane 5200+, Athlon64-X2 Kuma 7750, Athlon64-X2 Windsor 6400+ Pentium Conroe E2200, Pentium Wolfdale E5200, Pentium Wolfdale E5300
CPU 선택의실례 (2/2) 고급형 : \140,000~ 140,000~\250,000 AMD Intel Phenom-X3 Toliman 8650, Phenom-X4 Azena 9650, Phenom-X4 Azena 9850, Phenom-X4 Azena 9950 Core2 Duo Wolfdale E7400, Core2 Duo Wolfdale E8400, Core2 Quad Yorkfield Q8200 최고급형 : \270,000~ AMD Intel PhenomII-X4 Deneve 810, PhenomII-X4 Deneve 920 Core2 Quad Kentsfield Q6600, Core2 Quad Yorkfield Q9550, Core i7 Bloomfield 920