 책 소개
급속하게 발전하는 과학 기술 중 컴퓨터는 현대 정보화 사회에서 없어서는 안 될 필수적인 도구이며 응용 분야 또한 계속 확대되어 가고 있다. 특히 정보화 사회로 진입과 함께 컴퓨터는 정보화 사회의 필수적인 도구라 할 수 있다.
반도체의 빠른 기술의 발달과 함께 값싼 마이크로프로세서가 등장하면서 우리 생활의 전반적인 영역에서 응용까지 일반화가 되면서 컴퓨터 기술은 더욱더 빠른 속도로 발전되어 지고 있다. 특히 컴퓨터 기술 중에서 가장 빠른 속도로 변화하는 것이 하드웨어 즉, 컴퓨터 구조 분야로서 컴퓨터 시스템을 구성하는 가장 중요한 핵심이 되는 부분이라 할 수 있다. 또한 컴퓨터 관련 전공 분야에서 뿐만 아니라 컴퓨터에 대한 이해를 높이고자 할 때 특히 컴퓨터 구조에 대한 학습이 필수적이다.
이 책은 대학의 학부 중심으로 디지털 컴퓨터 구주의 기본 개념을 이해하고 다양한 응용 영역까지 적용할 수 있으며 이/공학부는 물론 그 외 컴퓨터 분야에서 전공하려는 전공자 모두가 사용할 수 있도록 편성하였다. 특히 컴퓨터 분야의 자격시험을 준비하는 수험생을 위하여 연습문제에 객관식과 주관식을 수록하였으므로 많은 도움이 되리라 믿는다.
이 책의 주요 내용을 간단히 소개와 구성은 다음과 같다.
컴퓨터 구조와 조직을 이해하는데 필수적인 개념과 동작에 관하여 설명한 후 각 구성 요소들이 가지는 구조와 원리에 대하여 상세히 설명함으로써 체계적인 컴퓨터 구조 학습이 될 수 있도록 구성하였고, 컴퓨터의 성능을 높이기 위하여 최근에 새로이 개발된 첨단 프로세서 구조들과 시스템 설계 기술들도 서술하였다.
컴퓨터 구조에 대한 기본적인 원리와 동작 과정을 이해함으로써 기계적인 기능을 최대로 활용하여 성능 분석과 개선, 설계 등에 적용할 수 있는 능력을 높이는 데 도움이 되고자 한다.
Chapter 01 컴퓨터 시스템의 구성 요소인 하드웨어와 소프트웨어의 연관 관계에 대한 개념과 컴퓨터의 기초에 해당되는 컴퓨터의 역사, 발전 과정, 기본적인 구성과 분류, Intel Microprocessor의 발전 과정과 집적 회로에 대하여 설명한다.
Chapter 02 데이터의 표현에서는 컴퓨터에서 사용되는 수 체계와 이들의 연관 관계를 이해하기 위해 진수 변환과 수치 데이터의 표현, 문자 데이터의 표현 방식에 대하여 설명한다.
Chapter 03 디지털 회로에서는 컴퓨터의 동작 과정을 공부하기 위해 디지털에 대한 기본 지식과 부울 대수, 조합 논리 회로에 대한 해석과 설계, CPU의 내부 구조를 이해하기 위해 순차 논리 회로에 대한 해석과 설계에 대하여 집중적으로 설명한다.
Chapter 04 기억장치에서는 기억 장치의 계층 구조, 액세스 방법 및 기억 장치의 종류에 대하여 설명한다.
Chapter 05 중앙 처리 장치에서는 중앙 처리 장치의 기본 구조 및 레지스터와 기억 장치들 사이의 데이터 전송 방법과 명령어 형식, 레지스터와 레지스터 사이의 데이터 전송 회로를 설계하는 기법에 대하여 설명한다.
Chapter 06 연산 장치에서는 데이터를 연산하고 처리하기 위한 기능을 가지는 연산 장치의 구성 요소와 레지스터들이 연산 장치와 어떻게 구성되어 연산 처리를 행하는지 그 과정에 대하여 설명한다.
Chapter 07 제어 장치에서는 기본적인 제어 장치에 대하여 설명하고, 제어 장치가 어떻게 명령어를 읽어내어 해독하고 실행하는가에 대하여 설명한다. 그리고 명령어 수행을 위한 마이크로 오퍼레이션에 대하여 설명하고 간단한 제어 장치를 설계해 본다.
Chapter 08 인터럽트에서는 인터럽트의 원인과 필요성, 인터럽트 형태와 처리 과정, 우선 순위 인터럽트 체제 등에 대하여 설명한다.
Chapter 09 입/출력 장치에서는 컴퓨터 시스템 구성 요소들 사이의 데이터, 제어신호, 주소 전송을 위해 사용되는 시스템 버스 조직 및 중재 방식을 설명하고, 입/출력 주소 지정 방법과 입/출력 인터페이스 종류에 대하여 설명한다.
Chapter 10 시스템 버스와 I/O 버스에서는 컴퓨터 내부에서 데이터를 전송하는 시스템 버스와 컴퓨터의 외부 주변 장치들과 데이터를 전송하기 위한 입/출력 버스에 대하여 설명 한다.
Chapter 11 병렬처리 컴퓨터에서는 병렬 구조인 멀티프로세서의 여러 구조 및 동작 원리에 대해 설명한다.
Chapter 12 네트워크에서는 컴퓨터와 컴퓨터들 간의 데이터 전송, 통신망, 통신망의 구현을 위한 네트워크에 대하여 설명한다.
이 책은 각 대학의 전기 / 전자 / 정보통신 및 컴퓨터 관련 학부 또는 학과에서 컴퓨터 구조 교재로 적합하도록 구성하였으며, 기계공학 등 다른 분야의 공학을 전공하는 사람들도 쉽게 이해할 수 있도록 구성되어 있으며 또한 각 분야별로 선택하여 강의할 수 있도록 배려해 놓았다.
컴퓨터 구조를 공부하려는 학생들과 독자들에게 가능한 한 쉽게 이해할 수 있도록 최대한 노력하였으나, 뜻하지 않은 오류도 있을 것이므로 이를 계속 수정 / 보완하여 좀 더 유익한 책이 되도록 노력할 것을 약속하며 모쪼록 학생들에게 많은 도움이 되었으면 한다.
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> 전체도서 > 컴퓨터 구조/논리 회로
컴퓨터 구조의 이해 [개정판]
● 발행날짜 : 2012년 8월 30일
● 페이지 : 560페이지
● 판매처 : 온라인 서점
● 강의자료 제공
책 소개
책 소개
급속하게 발전하는 과학 기술 중 컴퓨터는 현대 정보화 사회에서 없어서는 안 될 필수적인 도구이며 응용 분야 또한 계속 확대되어 가고 있다. 특히 정보화 사회로 진입과 함께 컴퓨터는 정보화 사회의 필수적인 도구라 할 수 있다.반도체의 빠른 기술의 발달과 함께 값싼 마이크로프로세서가 등장하면서 우리 생활의 전반적인 영역에서 응용까지 일반화가 되면서 컴퓨터 기술은 더욱더 빠른 속도로 발전되어 지고 있다. 특히 컴퓨터 기술 중에서 가장 빠른 속도로 변화하는 것이 하드웨어 즉, 컴퓨터 구조 분야로서 컴퓨터 시스템을 구성하는 가장 중요한 핵심이 되는 부분이라 할 수 있다. 또한 컴퓨터 관련 전공 분야에서 뿐만 아니라 컴퓨터에 대한 이해를 높이고자 할 때 특히 컴퓨터 구조에 대한 학습이 필수적이다.
이 책은 대학의 학부 중심으로 디지털 컴퓨터 구주의 기본 개념을 이해하고 다양한 응용 영역까지 적용할 수 있으며 이/공학부는 물론 그 외 컴퓨터 분야에서 전공하려는 전공자 모두가 사용할 수 있도록 편성하였다. 특히 컴퓨터 분야의 자격시험을 준비하는 수험생을 위하여 연습문제에 객관식과 주관식을 수록하였으므로 많은 도움이 되리라 믿는다.
이 책의 주요 내용을 간단히 소개와 구성은 다음과 같다.
컴퓨터 구조와 조직을 이해하는데 필수적인 개념과 동작에 관하여 설명한 후 각 구성 요소들이 가지는 구조와 원리에 대하여 상세히 설명함으로써 체계적인 컴퓨터 구조 학습이 될 수 있도록 구성하였고, 컴퓨터의 성능을 높이기 위하여 최근에 새로이 개발된 첨단 프로세서 구조들과 시스템 설계 기술들도 서술하였다.
컴퓨터 구조에 대한 기본적인 원리와 동작 과정을 이해함으로써 기계적인 기능을 최대로 활용하여 성능 분석과 개선, 설계 등에 적용할 수 있는 능력을 높이는 데 도움이 되고자 한다.
Chapter 01 컴퓨터 시스템의 구성 요소인 하드웨어와 소프트웨어의 연관 관계에 대한 개념과 컴퓨터의 기초에 해당되는 컴퓨터의 역사, 발전 과정, 기본적인 구성과 분류, Intel Microprocessor의 발전 과정과 집적 회로에 대하여 설명한다.
Chapter 02 데이터의 표현에서는 컴퓨터에서 사용되는 수 체계와 이들의 연관 관계를 이해하기 위해 진수 변환과 수치 데이터의 표현, 문자 데이터의 표현 방식에 대하여 설명한다.
Chapter 03 디지털 회로에서는 컴퓨터의 동작 과정을 공부하기 위해 디지털에 대한 기본 지식과 부울 대수, 조합 논리 회로에 대한 해석과 설계, CPU의 내부 구조를 이해하기 위해 순차 논리 회로에 대한 해석과 설계에 대하여 집중적으로 설명한다.
Chapter 04 기억장치에서는 기억 장치의 계층 구조, 액세스 방법 및 기억 장치의 종류에 대하여 설명한다.
Chapter 05 중앙 처리 장치에서는 중앙 처리 장치의 기본 구조 및 레지스터와 기억 장치들 사이의 데이터 전송 방법과 명령어 형식, 레지스터와 레지스터 사이의 데이터 전송 회로를 설계하는 기법에 대하여 설명한다.
Chapter 06 연산 장치에서는 데이터를 연산하고 처리하기 위한 기능을 가지는 연산 장치의 구성 요소와 레지스터들이 연산 장치와 어떻게 구성되어 연산 처리를 행하는지 그 과정에 대하여 설명한다.
Chapter 07 제어 장치에서는 기본적인 제어 장치에 대하여 설명하고, 제어 장치가 어떻게 명령어를 읽어내어 해독하고 실행하는가에 대하여 설명한다. 그리고 명령어 수행을 위한 마이크로 오퍼레이션에 대하여 설명하고 간단한 제어 장치를 설계해 본다.
Chapter 08 인터럽트에서는 인터럽트의 원인과 필요성, 인터럽트 형태와 처리 과정, 우선 순위 인터럽트 체제 등에 대하여 설명한다.
Chapter 09 입/출력 장치에서는 컴퓨터 시스템 구성 요소들 사이의 데이터, 제어신호, 주소 전송을 위해 사용되는 시스템 버스 조직 및 중재 방식을 설명하고, 입/출력 주소 지정 방법과 입/출력 인터페이스 종류에 대하여 설명한다.
Chapter 10 시스템 버스와 I/O 버스에서는 컴퓨터 내부에서 데이터를 전송하는 시스템 버스와 컴퓨터의 외부 주변 장치들과 데이터를 전송하기 위한 입/출력 버스에 대하여 설명 한다.
Chapter 11 병렬처리 컴퓨터에서는 병렬 구조인 멀티프로세서의 여러 구조 및 동작 원리에 대해 설명한다.
Chapter 12 네트워크에서는 컴퓨터와 컴퓨터들 간의 데이터 전송, 통신망, 통신망의 구현을 위한 네트워크에 대하여 설명한다.
이 책은 각 대학의 전기 / 전자 / 정보통신 및 컴퓨터 관련 학부 또는 학과에서 컴퓨터 구조 교재로 적합하도록 구성하였으며, 기계공학 등 다른 분야의 공학을 전공하는 사람들도 쉽게 이해할 수 있도록 구성되어 있으며 또한 각 분야별로 선택하여 강의할 수 있도록 배려해 놓았다.
컴퓨터 구조를 공부하려는 학생들과 독자들에게 가능한 한 쉽게 이해할 수 있도록 최대한 노력하였으나, 뜻하지 않은 오류도 있을 것이므로 이를 계속 수정 / 보완하여 좀 더 유익한 책이 되도록 노력할 것을 약속하며 모쪼록 학생들에게 많은 도움이 되었으면 한다.
목차
머리말 3CHAPTER 01 컴퓨터 시스템의 기초
section 1.1 컴퓨터의 정의
1.1.1 Computer의 특징
section 1.2 컴퓨터의 구성
1.2.1 하드웨어
1.2.2 소프트웨어
section 1.3 컴퓨터의 분류
1.3.1 데이터 형태에 의한 분류
1.3.2 사용목적에 의한 분류
1.3.3 하드웨어의 용량에 의한 성능에 의한 분류
1.3.4 성능에 의한 분류
section 1.4 개인용 컴퓨터
1.4.1 PC의 개요
1.4.2 PC의 역사
1.4.3 PC의 종류
section 1.5 컴퓨터의 발달과정
1.5.1 최초의 자동 계산기
1.5.2 근대 컴퓨터
1.5.3 컴퓨터의 발전 과정
1.5.4 Intel Microprocessor
section 1.6 집적 회로
1.6.1 TTL
1.6.2 ECL
1.6.3 MOS
1.6.4 CMOS
연습문제
CHAPTER 02 데이터의 표현
section 2.1 수의 진법 변환
2.1.1 10진수 변환
2.1.2 2진수 변환
2.1.3 8진수 변환
2.1.4 16진수 변환
section 2.2 진법 연산
section 2.3 보수 연산
section 2.4 수치 데이터의 표현
2.4.1 고정 소수점 표현
2.4.2 10진수 데이터
2.4.3 부동 소수점 표현
section 2.5 문자 데이터의 표현
2.5.1 BCD 코드
2.5.2 3-초과 코드
2.5.3 그레이 코드
section 2.6 알파뉴메릭 코드
2.6.1 ASCII 코드
2.6.2 EBCDIC 코드
2.6.3 표준 BCD 코드
2.6.4 한글 코드
section 2.7 에러 검출의 코드
연습문제
CHAPTER 03 디지털 논리 회로
section 3.1 디지털 논리 게이트
3.1.1 인버터와 버퍼의 배치 드라이브
3.1.2 AND 게이트와 NAND 게이트
3.1.3 OR 게이트와 NOR 게이트
3.1.4 XOR 게이트와 XNOR 게이트
3.1.5 3-상태 버퍼와 배치 드라이브
3.1.6 풀-업과 풀-다운
3.1.7 논리 레벨과 펄스 파형
section 3.2 부울 대수와 함수
3.2.1 부울 대수의 가설
3.2.2 부울 대수의 규칙
3.2.3 부울 함수의 표현
3.2.4 부울 함수의 간소화
3.2.5 콘센서스 정리
3.2.6 함수의 보수
section 3.3 부울 함수의 정형과 표준형
3.3.1 최소항과 최대항
3.3.2 곱의 합형
3.3.3 합의 곱형
3.3.4 최소항과 최대항의 관계
section 3.4 논리 회로의 간소화
3.4.1 카르노 맵
3.4.2 무관 조건
3.4.3 XOR와 XNOR 게이트 관계
3.4.4 논리 회로의 간소화
section 3.5 조합 논리 회로
3.5.1 조합 논리 회로의 해석
3.5.2 조합 논리 회로의 설계
3.5.3 디코더와 인코더
3.5.4 멀티플렉서
3.5.5 멀티플렉서를 사용한 조합 논리 회로 구현
3.5.6 디멀티플렉서
3.5.7 MUX와 DEMUX의 조합 논리
section 3.6 순차 논리 회로
3.6.1 플립플롭
3.6.2 순차 논리 회로의 해석
3.6.3 순차 논리 회로의 설계
연습문제
CHAPTER 04 기억 장치
section 4.1 개요
4.1.1 기억 장치의 계층 구조
4.1.2 액세스 방법에 의한 분류
4.1.3 기억의 보전성에 의한 분류
4.1.4 기억 장치의 대역폭
section 4.2 주 기억 장치
4.2.1 주 기억 장치의 동작
4.2.2 주 기억 장치의 종류
section 4.3 보조 기억 장치
4.3.1 자기 테이프
4.3.2 자기 디스크
4.3.3 CD-ROM
4.3.4 자기 드럼
section 4.4 고성능 기억 장치
4.4.1 캐시 메모리
4.4.2 가상기억 장치
section 4.5 연상 기억 장치
section 4.6 기억 장치 인터리빙
4.6.1 상위 인터리빙
4.6.2 하위 인터리빙
4.6.3 혼합 인터리빙
연습문제
CHAPTER 05 중앙 처리 장치
section 5.1 중앙 처리 장치의 기본 구조
5.1.1 범용 레지스터
5.1.2 특수 레지스터
5.1.3 명령어 수행
section 5.2 레지스터 전송
5.2.1 직렬 전송
5.2.2 병렬 전송
5.2.3 명령어 형식
5.2.4 주소 지정 방식
section 5.3 데이터 전송을 위한 간단한 컴퓨터 설계
section 5.4 RISC와 CISC
section 5.5 파이프라인
연습문제
CHAPTER 06 연산 장치
section 6.1 개요
section 6.2 연산 장치의 구성 요소
6.2.1 산술 연산 장치
6.2.2 논리 연산 장치
6.2.3 시프터 레지스터
section 6.3 처리기
6.3.1 레지스터 구조 처리기
6.3.2 스크래치 패드 구조 처리기
section 6.4 기타 연산 장치
6.4.1 승산
6.4.2 배열 승산기
6.4.3 제산
6.4.4 비수치 연산
연습문제
CHAPTER 07 제어 장치
section 7.1 제어 장치의 구성
section 7.2 마이크로 오퍼레이션과 마이크로 사이클
7.2.1 마이크로 오퍼레이션(micro operation)
7.2.2 마이크로 오퍼레이션의 제어 기능
7.2.3 마이크로 사이클
section 7.3 메이저 상태
7.3.1 메이저 상태와 타이밍 상태
7.3.2 인출 사이클(fetch cycle)
section 7.4 제어 장치 구현
7.4.1 상태 플립플롭 제어 방식
7.4.2 순차 레지스터와 디코더 제어 방식
7.4.3 PLA 제어 방식
7.4.4 마이크로프로그램 제어 방법
section 7.5 마이크로 명령어
section 7.6 주소 순서기
7.6.1 주소 순서기(address sequencing)
7.6.2 명령어 해독기
section 7.7 연산 제어 장치 설계
7.7.1 가/감산기 분석
7.7.2 가/감산기 알고리즘
7.7.3 가/감산기 제어 신호
section 7.8 간단한 컴퓨터 설계
연습문제
CHAPTER 08 인터럽트
section 8.1 인터럽트의 필요성
section 8.2 인터럽트 체지와 동작 원리
8.2.1 인터럽트 요청
8.2.2 인터럽트 처리
8.2.3 인터럽트 취급 루틴
section 8.3 우선순위 인터럽트 체제
8.3.1 단일 회선 인터럽트 체제의 우선순위
8.3.2 다중 회선 인터럽트 체제의 우선순위
연습문제
CHAPTER 09 입/출력 장치
section 9.1 입/출력 장치 개요
section 9.2 입/출력 모듈
section 9.3 입/출력 주소 지정
9.3.1 주 기억 장치 사상 입/출력
9.3.2 고립형 입/출력
section 9.4 입/출력 방법
9.4.1 프로그램에 의한 입/출력
9.4.2 인터럽트 처리에 의한 입/출력
9.4.3 DMA 제어기를 사용한 입/출력
9.4.4 채널 입/출력
9.4.5 입/출력 전용 컴퓨터에 의한 입/출력
section 9.5 입/출력 인터페이스 종류
9.5.1 데이터 전송 방식에 의한 분류
9.5.2 동기 방식에 의한 분류
9.5.3 전송 방향에 의한 분류
9.5.4 외부 입/출력 버스 방식
연습문제
CHAPTER 10 시스템 버스와 I/O 버스
section 10.1 시스템 버스
10.1.1 시스템 버스의 조직
10.1.2 시스템 버스의 기본 동작
10.1.3 시스템 버스의 중재
section 10.2 I/O 버스
10.2.1 I/O 버스
10.2.2 입/출력 버스의 종류
10.2.3 SCSI
10.2.4 칩셋
연습문제 I
CHAPTER 11 병렬처리 컴퓨터
section 11.1 병렬처리 개요
section 11.2 병렬처리 방법
11.2.1 단일 프로세서 시스템에서의 병렬성
11.2.2 멀티프로세서 시스템에서의 병렬성
section 11.3 병렬처리 컴퓨터의 분류
11.3.1 Flynn의 분류
11.3.2 Shore의 분류법
11.3.3 Feng의 분류
section 11.4 벡터 프로세서 구조
section 11.5 배열 프로세서의 구성
section 11.6 다중 프로세서 시스템 구조
11.6.1 공유-기억장치 시스템 구조
11.6.2 분산-기억장치 시스템구조
section 11.7 향상된 프로세서 구조
11.7.1 슈퍼스칼라 구조
11.7.2 VLIW 구조
11.7.3 슈퍼파이프라인 구조
CHAPTER 12 네트워크
section 12.1 네트워크의 개요
section 12.2 데이터 전송
12.2.1 트위스트 페어
12.2.2 동축 케이블
12.2.3 광섬유
section 12.3 통신 채널 할당
12.3.1 공간 분할 다중화
12.3.2 주파수 분할 다중화
12.3.3 시분할 다중화
12.3.4 동기식 시분할 다중화
12.3.5 광 파장 분할 다중화
section 12.4 통신망 구성 형태
12.4.1 버스 형
12.4.2 토큰 링
12.4.3 성형
12.4.4 트리 형
12.4.5 그물 형
section 12.5 데이터 교환 방법에 따른 통신망의 유형
12.5.1 회선 교환 방식 12.5.2 패킷 교환 방식
section 12.6 근거리 통신망(LAN)
12.6.1 네트워크 장비
연습문제