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컴퓨터 일반·1·2급 공통·2장

중앙처리장치와 기억장치

제어장치·연산장치의 레지스터, 마이크로프로세서(RISC·CISC), 주기억장치(ROM·RAM)와 보조기억장치, 캐시·가상·연관 메모리를 정리합니다.

노란 밑줄n회 기출에 나온 지점(숫자는 등장 문항 수)✎ 는 덧붙인 필기

출제 비중 — 컴퓨터 일반 20문항 중 3~4문항. ROM/RAM 비교와 기타 기억장치(캐시·가상·연관)는 거의 매 회차 나온다.

1. 중앙처리장치(CPU)

CPU는 제어장치 + 연산장치 + 레지스터로 이루어진다.

제어장치의 레지스터

레지스터 기능
프로그램 카운터(PC)11회 다음에 실행할 명령어의 주소를 기억
명령 레지스터(IR) 현재 실행 중인 명령어를 기억
명령 해독기(Decoder) 명령을 해독해 신호로 바꿈
부호기(Encoder) 해독된 명령을 제어 신호로 만듦
메모리 주소 레지스터(MAR) 주기억장치의 주소를 기억
메모리 버퍼 레지스터(MBR) 주기억장치에서 읽거나 쓸 자료를 기억

연산장치(ALU)의 구성

장치 기능
누산기(Accumulator)9회 연산 결과를 일시적으로 저장
가산기(Adder) 2진수 덧셈 수행
보수기(Complementor) 뺄셈을 위해 보수로 변환
데이터 레지스터 연산에 사용할 자료를 기억
상태 레지스터(플래그) 연산 결과의 부호·오버플로 등 상태를 기억
인덱스 레지스터 주소 변경에 사용

2. 마이크로프로세서

구분 CISC RISC
명령어 복잡하고 많다 단순하고 적다
주소 지정 다양 간단
레지스터 수 적다 많다
처리 속도 느리다 빠르다
전력 소모·발열 많다 적다
용도 개인용 컴퓨터 워크스테이션·서버·모바일
  • 클록 속도(Hz)가 높을수록 빠르고, 워드 크기(32bit·64bit)가 클수록 한 번에 많이 처리한다.

3. 주기억장치

구분 ROM39회 RAM32회
성격 비휘발성 — 전원이 꺼져도 유지 휘발성 — 전원이 꺼지면 사라짐
용도 BIOS·펌웨어 등 기본 입출력 프로그램 실행 중인 프로그램과 데이터
종류 Mask ROM, PROM, EPROM(자외선 삭제), EEPROM(전기적 삭제) DRAM, SRAM

DRAM vs SRAM

구분 DRAM SRAM
구성 소자 콘덴서 플립플롭
재충전(Refresh) 필요 불필요
속도 느림 빠름
집적도·가격 높음·저가 낮음·고가
용도 주기억장치 캐시 메모리

4. 기타 기억장치 — 여기서 제일 많이 틀린다

장치 목적 핵심
캐시 메모리11회 CPU와 주기억장치의 속도 차이 완화 SRAM 사용, 적중률(Hit ratio)이 높을수록 빠름
가상 메모리10회 보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용 실제 메모리보다 큰 프로그램 실행 가능. 페이징·세그먼테이션
연관(연상) 메모리 내용(Content)으로 검색 주소가 아니라 내용으로 접근
버퍼 메모리 두 장치 사이의 속도 차 완충 스풀링에 활용
플래시 메모리 비휘발성 반도체 EEPROM의 일종, USB·SSD·스마트폰

5. 보조기억장치

장치 특징
HDD 자기 디스크. 접근 시간 = 탐색 + 회전지연 + 전송
SSD11회 반도체 기반, 기계적 동작이 없어 소음·발열·충격에 강하고 빠르다
광디스크 CD(700MB) → DVD(4.7GB~) → Blu-ray(25GB~)
RAID 여러 디스크를 묶어 속도·안정성 향상
  • 기억장치 접근 속도(빠른 순): 레지스터 → 캐시 → 주기억장치 → 보조기억장치.

마무리 체크

  • PC(다음 명령 주소) / IR(현재 명령) / MAR(주소) / MBR(자료)
  • RISC는 명령어가 적고 레지스터가 많다
  • ROM 비휘발성·BIOS, RAM 휘발성 / DRAM은 재충전 필요, SRAM은 불필요
  • 캐시=속도차 완화(SRAM), 가상=용량 확장, 연관=내용으로 검색
  • 접근 속도 순서: 레지스터 > 캐시 > 주기억 > 보조기억