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컴퓨터의 기초2nd Lecture

김현철 (2009년 여름학기)컴퓨터공학부서울대학교

Slide Credit

엄현상 교수님서울대학교 컴퓨터공학부

컴퓨터의 기초, 2008년 봄학기 강의 자료

순서

기본 복습

컴퓨터 소프트웨어 개요

컴퓨터 하드웨어 개요

Q&A

Terminology

Algorithm: A set of steps that defines how a task is performed

Program: A representation of an algorithm

Programming: The process of developing a program

Software: Programs and algorithms

Hardware: Equipment

J. G. Brookshear, Computer Science An Overview, Slides © 2007 Pearson Addison-Wesley. All rights reserved

An Overview of Computing

Kern Koh, Computer Basics, Slides © Kern Koh 2006

하드웨어

운영체제

응용프로그램

사용자

소프트웨어 개발 방법

1. 문제의 정의

2. 문제의 요구 사항 분석 (Requirement)

3. 문제 해결 알고리즘 고안 (Analysis)

4. 알고리즘 구현 (Algorithm)

5. 프로그램 테스트 (Test)

6. 프로그램 유지 보수 (Maintenance)


소프트웨어 개발 예제


1. 정의 “마일(mile)을 킬로미터(km)로 변환하라.”

2. 요구 사항 분석 입력은 마일(mile), 출력은 킬로미터(km) 1 mile = 1.609 kilometers

3. 알고리즘 고안 마일 단위로 거리 입력 연산을 통해 마일 거리를 킬로미터로 변경 킬로미터 단위의 거리 출력

소프트웨어 개발 예제 (Cont’d)


4. 구현

5. 프로그램 테스트

/* Converts distance in miles to kilometers */#include <stdio.h> /* printf, scanf definitions */#define KMS_PER_MILE 1.609 /* conversion constant */int main(void){

double miles, kms; /* input and output */

printf(“Enter the distance in miles >”);scanf(“%lf”, &miles); /* get the distance in miles */

kms = KMS_PER_MILE * miles; /* convert the dist. to kilometers */

printf(“That equals %f kilometers.＼n”, kms); /* display the results */return 0;

}

컴퓨터 소프트웨어


응용 소프트웨어사용자의 특정 목적을 달성하게 하는 소프트웨어

워드프로세서 게임 소프트웨어 데이터베이스 관리 소프트웨어 등

소프트웨어 설치 (Software Installation)CD or Internet onto Hard DiskOS or Hardware Dependency Check

컴퓨터 소프트웨어 (Cont’d)


프로그래밍 언어기계어 (Machine Language): 컴퓨터가 바로 실행 가능

이진(Binary) 코드(Code) – “Code: 암호, 규약”

CPU의 종류에 따라 다름 (Pentium, Motorolla, …)

어셈블리어 (Assembly Language) 기계어 명령어와 1:1 대응

어셈블러 (Assembler)

고급 언어 (High-Level Language) 하나의 명령문이 어셈블리어 명령문 여러 개에 해당 (예: Sin(x))

컴파일러(Compiler) 또는 인터프리터(Interpreter)

Code=(암호, 규약) 예: “Operation Code” for “+” = 001100110 (Binary Code)= ADD (Assembly Code)

ADD A B

01100110 11110011 10010111

예: “operation code”

sin(x)

a/b….

add shiftsubshift….

001 010101010….

High levelLanguage

AssemblerLanguage

MachineLanguage

SourceFile eg, my.c

Object File eg, my.obj

printf()

….

AND shiftsubadd….

111 110101010….

SourceFile

Object File

001 010101010----111 110101010

….

Executable BinaryFileeg, my.exe

cross-reference

eg, printf()


Compilation Process

Word processor

Compiler

Linker

Loader

Source File

Error Msg

Object File

Other Object File(s)

Executable File

Input Data Results


IDE (Integrated Development Environment) Editor, Compiler, Linker, Loader,

Debugger …


컴퓨터 소프트웨어 (Cont’d)

OS (Operating System)S/W That Controls the Computer or Manages

Its Resources Control User Programs

CPU(s)

Memory

Devices

Act as the Interface between the Users and the Computer

Provide Services for Programs It Runs

컴퓨터 소프트웨어 (Cont’d) 운영체제 (OS)

Hardware 자원을 관리 및 여러 작업 사이에 배분 주요 역할

사용자의 명령을 받아서 하드웨어에 전달 메모리, CPU (Central Processing Unit) 시간 등의 자원을 관리하고, 다양

한 작업에 배분 입출력 장치로부터 데이터를 읽거나 내보냄

Booting ROM 내의 소형 프로그램으로서 Disk 내의 나머지 OS를 메모리로 올림

Command Line Interface (Shell in Unix) Prompt as a short OS message: “OS is ready for input

command”

Graphical User Interface (GUI) (Icon, menu)


Multi-User vs. Single-User Linux

Protection - Yes

Resource – 最大節約 Text mode (CUI)*

Total silent

eg, vi

Windows Protection - Little Resource – 最大使用

Window, GUI Show everything

History State Command Option

eg, word, …

* CUI: Character User Interface - cf, GUI: Graphical User Interface


User Interface (OS)


$ _

GUI - Windows CUI - Linux

active processes(loaded into memory)

menu (Programs in disk)

manCommand

psCommand

컴퓨터 하드웨어

Input device

Output device

CPU

Main memory

Secondary storage


컴퓨터 하드웨어 (Cont’d) 메인 메모리 (Main Memory)

ROM(Non-volatile)와 RAM(Volatile) RAM이 대부분임 (both store & retrieval)

비트(bit) 정보 저장의 최소단위 (0/1) Binary digit

바이트(byte) Cell을 구성함 One character per byte (8 bit) Cell 당 byte 수 – 기계에 따라 다름

Cell Address와 Content Content: data & “stored program”

Program’s instruction main memory (실행을 위하여)

address:

cell

byte byte

bit


컴퓨터 하드웨어 (Cont’d) 2nd 저장 장치 (2nd storage device)

비휘발성, Disk drive, floppy disk, USB(flash memory) – 자성체 CD-ROM drive – read-only, read-wrtie CD - optics 기술

“File” - 디스크에 정보가 저장되는 단위 File 의 내용: program file, data file Directory (folder), subdirectory – 수많은 file 들을 디스크에 저장

Main Memory 와 2nd Storage 의 다른점 CPU 는 main memory 안의 정보만 실행 할 수 있음

디스크내 file 은 먼저 main memory 로 불러와야 CPU가 access 가능 Main memory 차별성

속도가 빠름 크기가 작음 (bit 당 가격이 디스크보다 비쌈) Volatile


컴퓨터 하드웨어 (Cont’d)

중앙 처리 장치 CPU: Central Processing Unit

대부분 연산용 회로 산술연산: 11+63

논리연산: (apple is fruit?) AND (banana is red?)

CPU 내 기억용 공간 – 빠르고 적은수 레지스터 (register)

레지스터 (register) main memory 해야 실행 Both data & instruction

Instruction fetch, Data fetch


컴퓨터 하드웨어 (Cont’d)

중앙 처리 장치

ADD A B --- instruction

1234 --- data

12 --- data

ADD A B

1234 12

연산기

registercell


컴퓨터 하드웨어 (Cont’d) 입력 장치 (Input device): 키보드, 마우스

출력 장치 (Output device): 모니터, 프린터

function keys space characters

caps lock key

shiftkey

controlkey

numeric keypad

cursorcontrol keys

enter(return) key


컴퓨터 하드웨어 (Cont’d) 컴퓨터 네트워크LAN: Local Area Network

빌딩, 캠퍼스, 기관 등

WAN: Wide Area Network 인터넷 (Internet)

네트워크 장치 모뎀 (Modem)

전화선을 통해 컴퓨터 데이터 통신

Audio Binary data

Baud rate (bits per second)

이더넷 (Ethernet)Kern Koh, Computer Basics, Slides © Kern Koh 2006

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