[신입 개발자 전공 지식 & 기술 면접 백과사전] Computer Architecture : 컴퓨터 구조 기초

Computer Architecture🖥

목차 ✔
- 컴퓨터 구조 기초
- 컴퓨터의 구성
- 중앙처리장치(CPU) 작동 원리
- 캐시 메모리
- 고정 소수점 & 부동 소수점
- 패리티 비트 & 해밍 코드 
- ARM 프로세서

 

1. 컴퓨터의 구조 기초

1-1) Microprocessor Cache

Microprocessor Cache

순서

1️⃣ 데이터의 요청이 들어옴

2️⃣ 캐시에서 데이터 탐색 진행

3️⃣ 캐시가 존재하지 않거나(miss) 오래된 경우에는 원본 데이터에서 데이터 조회 후, 캐시에 데이터를 복사 혹은 갱신

4️⃣ 캐시에 데이터가 존재하면(hit), 캐시의 데이터를 제공 

 

MPU(Micro Processor unit)

• 전자기기나 산업용 장비에 쓰이는 소형화된 CPU를 의미
• 연산이 주목적인 CPU
• 입출력 포트같은 주변 장치(RAM, ROM , I/O)가 있어야 사용 가능

Cache

• 자주 사용하는 데이터 및 값을 복사해 놓은 임시 장소
• 저장 공간이 작고 비용이 비싸지만 빠른 성능을 제공
• 비용이 비싸기 때문에, 자주 반복해서 사용되는 데이터를 선별해서 저장

Memory Bus

• 데이터 목적지의 일정한 메모리 주소를 전달하는 목적

 

1-2) Virtual Memory(Memory Management)

등장 배경

• 컴퓨터가 등장한 지 얼마안됐을 때에는 RAM의 용량이 애플리케이션의 주소보다 컸어야했으며, 그렇지 않으면 메모리 부족으로 kill당하게 됨
• 그렇기에, 가상메모리를 통해 메모리 부족 문제를 해결하고 Physical Address를 Virtual Address로 바꾸어 CPU에겐 Physical Address인 것처럼 속일 수 있게 됨

MMU(Memory management Unit)

• 가상 주소를 실제 메모리 주소로 변환해주는 장치
• 메모리를 보호하는 기능
• TLB(Translation-Lookaside Buffer)
  • MMU에 들어있는 캐시
  • 차주 참조되는 Virtual Address - Physical Address 정보를 저장해놓은 캐시
  • Virtual Address의 가상 페이지 번호를 추출 -> 가상 페이지 번호가 TLB에 들어있는지 확인 -> 있다면 들어있는 정보를 통해 Physical Address 계산 후 접근 -> 들어있지 않다면 페이지 테이블에 접근하여 정보를 갱신 후 재실행

1-3) 전체적인 흐름

 

 

 

 

 

출처 : https://github.com/gyoogle/tech-interview-for-developer