5. 컴퓨터 종류

<요약>

• 컴퓨터 종류
  • 임베디드 컴퓨터
  • 개인용 컴퓨터
  • 워크스테이션
  • 슈퍼미니컴퓨터
  • 메인 프레임 컴퓨터
  • 중형 서버급 시스템
  • 슈퍼 컴퓨터
    • 종류
      • 파이프라인 슈퍼컴퓨터
      • 대규모 병렬 컴퓨터
      • 클러스터 컴퓨터
• 주기억장치 사용법
  • 폰 노이만 구조
    • 단점
      • 폰 노이만 병목 현상
      • 해결방안 → 하버드 구조

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1. 컴퓨터 크기

종류

• 임베디드 컴퓨터(내장 컴퓨터)
  • 작은 컴퓨터(=최소 비용으로 필요한 기능만 구현)
  • 하드웨어에 내장 컴퓨터
  • 하드웨어의 동작을 제어함
• 개인용 컴퓨터
  • 개인 사용 가능하며, 범용적(널리 쓰이는)임
  • 예시
    • PC, 태블릿, 노트북
• 워크스테이션(서버 수준)
  • 전문가 전용 PC
  • 개인용 컴퓨터보다 상위 성능
• 슈퍼미니컴퓨터(서버 수준)
  • 다중 프로세서(=다중 CPU 사용(20~30개))
• 메인 프레임 컴퓨터
  • 대규모 컴퓨터
  • 중앙집중식 컴퓨팅(여러 컴퓨터가 할 일을 혼자서 처리)을 목적으로 함
  • DB 저장 및 관리용
• 중형 서버급 시스템
  • 중형 크기의 서버급 컴퓨터 여러개 사용
  • 필요 성능에 따라, 서버급 컴퓨터 모음집을 사용
• 슈퍼컴퓨터
  • 현존하는 컴퓨터 중, TOP 성능의 컴퓨터
  • 종류
    • 파이프라인 슈퍼컴퓨터
      • 초기 슈퍼컴퓨터
      • 초고속 CPU 여러개를 연결하여 구성
    • 대규모 병렬컴퓨터
      • 여러개(수만~ 수십만 개)의 프로세서를 연결하여 사용
      • 하나의 작업을 여러 개의 프로세서가 나눠서 수행(=병렬 처리)
    • 클러스터 컴퓨터
      • 서로 떨어져있는 PC들을 네트워크로 연결하여 사용
      • 장점
        • 비용 감소
        • 신뢰(안전성) 상승
          • 하나의 컴퓨터가 박살나도, 다른 컴퓨터가 수행
      • 구조
        • 워크스테이션
          • 통신 S/W
          • 하드웨어(PC)
        • 고속 네트워크
          • 워크스테이션을 전부 연결
        • 클러스터 미들웨어
          • 워크 스테이션들을 전부 통합 관리
          • 클러스터 미들웨어 위에 프로그램 환경을 구성하여 프로그램 동작

폰 노이만 구조

• 주기억장치의 내용을 순차적으로 처리
• 과정
  • 프로그램 카운터를 통해, 현재 실행해야하는 명령어 가져옴
  • 제어 장치는 해당 명령어를 해독
  • 해독한 명령 수행에 필요한 데이터를 메모리에서 레지스터에 저장
  • 산술 연산 장치는 명령 실행 후, 결과를 메모리 또는 레지스터에 저장

※ 프로그램 카운터

• 해당 프로그램이 어디까지 수행됐는지 기록
• 폰노이만 병목 현상
  • 교통 체증 현상
  • 처리해야할 명령어는 여러개인데, 동시에 모두 처리하지 못해서 속도가 늦어지는 것
  • 예시
    • CPU → 기억 장치로 읽기, 저장 신호 동시에 발생
    • 시스템 버스가 1개일 경우, 1개 신호 처리 후, 다음 신호를 처리해야함
    • ⇒ 신호 처리가 순차적으로 일어나니 속도 저하
  • 해결 방안
    • 하버드 구조
      • 주기억장치를 메모리, 데이터 부분으로 쪼갬
      • 각각의 부분을 시스템 버스로 연결
      • 메모리 처리, 데이터 처리를 각각 동시에 처리 가능하니 병목 현상 해결