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컴퓨터는 소프트웨어를 실행하는 하드웨어 장치다. ‘컴퓨터 구조’는 컴퓨터라는 기계가 어떠한 구성 요소들로 만들어져 있는지, 프로그램을 실행하기 위하여 구성 요소들이 어떻게 동작하는지 학습하는 교과목이다. 소프트웨어는 궁극적으로 컴퓨터 하드웨어 위에서 동작한다. 소프트웨어는 하드웨어가 실행할 수 있는 명령어들을 차례대로 배치한 프로그램이다. 그러므로 소프트웨어가 실행되는 바탕은 컴퓨터 구조다. 이런 의미에서 컴퓨터 하드웨어 전공자뿐만 아니라 소프트웨어 전공자들도 컴퓨터 구조를 알고 있어야 한다.

이 책의 특징
1. 프로그램 실행 장치로써 컴퓨터 구조를 분석한다.
2. 컴퓨터의 동작을 이해할 수 있도록 충분한 예제와 실습 문제를 제공한다.
3. 하드웨어와 소프트웨어를 연결하는 명령어를 상세하게 다룬다.
4. RISC 형식의 8비트 프로세서인 ToyCOM을 설계하고 구현한다.
5. ToyCOM 시뮬레이터를 통하여 프로세서의 단계별 동작을 한눈에 확인할 수 있다.
6. 최신 프로세서에 적용되는 고성능 프로세서 기술을 소개한다.

CHAPTER 01 컴퓨터 구조 소개
1.1 컴퓨터 구조 범위
1.2 컴퓨터 구성 요소
1.3 컴퓨터 발달 과정
1.3.1 세대별 컴퓨터 구분
1.3.2 마이크로프로세서 이후
1.4 교재의 구성
연습문제

CHAPTER 02 논리회로 기초
2.1 수와 코드
2.1.1 수의 체계
2.1.2 R진수
2.1.3 진법 변환
2.1.4 2진수, 8진수, 16진수
2.1.5 코드(Code)
2.1.6 이진화십진 코드
2.1.7 문자 코드
2.2 조합논리회로
2.2.1 논리게이트
2.2.2 정논리와 부논리
2.2.3 조합논리회로의 표현
2.2.4 디코더
2.2.5 인코더
2.2.6 멀티플렉서와 디멀티플렉서
2.2.7 가산기
2.3 순차논리회로
2.3.1 플립플롭
2.3.2 레지스터
2.3.3 시프트 레지스터
2.3.4 카운터
2.4 레지스터 전송
2.4.1 레지스터 간 데이터 전송
2.4.2 레지스터 전송 언어
2.5 요약
연습문제

CHAPTER 03 컴퓨터 구성 요소
3.1 프로그램 실행
3.1.1 기계어 프로그램
3.1.2 프로그램 내장형 컴퓨터
3.2 컴퓨터 구성 요소
3.2.1 중앙처리장치
3.2.2 주기억장치
3.2.3 입출력장치
3.2.4 AVR 마이크로제어기
3.3 시스템 버스
3.3.1 시스템 버스 구성
3.3.2 제어신호 종류
3.3.3 버스 계층
3.4 명령어
3.4.1 명령어 구성 요소
3.4.2 명령어 종류
3.4.3 오퍼랜드
3.5 명령어 실행 과정
3.5.1 프로그래머 모델
3.5.2 프로그램 실행 과정
3.6 요약
연습문제

CHAPTER 04 중앙처리장치
4.1 중앙처리장치 구조
4.1.1 제어장치
4.1.2 처리장치
4.2 레지스터
4.2.1 제어용 레지스터
4.2.2 상태 레지스터
4.2.3 명령어 실행용 레지스터
4.2.4 스택 포인터
4.2.5 베이스 레지스터
4.2.6 인덱스 레지스터
4.2.7 프로세서 레지스터
4.3 인터럽트
4.3.1 인터럽트 개념
4.3.2 인터럽트 처리 과정
4.3.3 인터럽트 가능 플래그
4.3.4 인터럽트 서비스 루틴
4.4 명령어 사이클
4.5 요약
연습문제

CHAPTER 05 연산기
5.1 연산기 개요
5.2 정수 표현
5.2.1 부호화 크기
5.2.2 보수
5.2.3 2의 보수
5.3 논리 연산
5.3.1 NOT 연산
5.3.2 AND 연산
5.3.3 OR 연산
5.3.4 XOR 연산
5.4 시프트 연산
5.4.1 논리시프트
5.4.2 산술시프트
5.4.3 회전
5.5 산술 연산
5.5.1 단항 연산
5.5.2 덧셈과 뺄셈
5.5.3 곱셈
5.5.4 나눗셈
5.6 실수 표현
5.6.1 부동소수점 표현
5.6.2 IEEE754 형식
5.7 실수 연산
5.7.1 덧셈과 뺄셈
5.7.2 곱셈과 나눗셈
5.8 요약
연습문제

CHAPTER 06 명령어 집합
6.1 명령어 특성
6.1.1 명령어 구성 요소
6.1.2 명령어 종류
6.1.3 명령어 형식
6.2 주소의 수
6.2.1 3-주소 명령어 형식
6.2.2 2-주소 명령어 형식
6.2.3 1-주소 명령어 형식
6.2.4 0-주소 명령어 형식
6.3 주소지정방식
6.3.1 즉치 주소지정방식
6.3.2 직접 주소지정방식
6.3.3 간접 주소지정방식
6.3.4 레지스터 주소지정방식
6.3.5 레지스터 간접 주소지정방식
6.3.6 변위 주소지정방식
6.4 오퍼랜드 저장
6.4.1 데이터 정렬
6.4.2 바이트 순서
6.5 명령어 종류
6.5.1 데이터 전달 명령어
6.5.2 입출력 명령어
6.5.3 산술 연산 명령어
6.5.4 논리 연산 명령어
6.5.5 데이터 변환 명령어
6.5.6 상태 레지스터 조작 명령어
6.5.7 분기 명령어
6.5.8 서브루틴 호출 명령어
6.5.9 인터럽트 명령어
6.5.10 시스템 제어 명령어
6.6 요약
연습문제

CHAPTER 07 중앙처리장치 설계
7.1 프로그래머 모델
7.2 명령어 형식
7.3 명령어 집합
7.3.1 데이터 전달 명령어
7.3.2 데이터 처리 명령어
7.3.3 비교 및 플래그 설정 명령어
7.3.4 분기 명령어
7.3.5 서브루틴 호출 및 인터럽트 명령어
7.3.6 시스템 관리 명령어
7.4 명령어 사이클
7.5 마이크로오퍼레이션
7.5.1 인출단계
7.5.2 실행단계
7.5.3 정지단계
7.5.4 인터럽트단계
7.6 제어신호
7.6.1 마이크로오퍼레이션 선택
7.6.2 제어신호 할당
7.6.3 검증
7.7 요약
연습문제

CHAPTER 08 제어장치
8.1 제어장치 기능
8.2 제어장치 종류
8.2.1 조합논리회로 구현
8.2.2 순차논리회로 구현
8.2.3 특성 비교
8.3 하드와이어드 제어장치
8.3.1 타이밍 신호 발생기
8.3.2 명령어 디코더
8.3.3 제어신호 발생기
8.4 마이크로프로그램 제어장치
8.4.1 마이크로프로그램 동작제어
8.4.2 제어신호 부호화
8.4.3 마이크로프로그램 순서제어
8.5 요약
연습문제

CHAPTER 09 기억장치
9.1 기억장치 특성
9.1.1 기억장치 종류
9.1.2 물리적 특성
9.1.3 용량 및 전송 단위
9.1.4 액세스 방법
9.1.5 성능 척도
9.1.6 기억장치 계층
9.2 반도체 기억장치
9.2.1 종류와 특성
9.2.2 반도체 기억장치 구조
9.3 기억장치 모듈 설계
9.3.1 기억장치 비트 폭 확장
9.3.2 기억장치 용량 확장
9.4 캐시기억장치
9.4.1 참조의 지역성
9.4.2 캐시기억장치 구조
9.4.3 캐시 설계시 고려 사항
9.4.4 매핑함수
9.4.5 교체정책
9.4.6 쓰기정책
9.4.7 일관성유지
9.5 가상기억장치
9.5.1 페이지 테이블
9.5.2 변환우선참조버퍼
9.5.3 가상기억장치 기능 확장
9.6 요약
연습문제

CHAPTER 10 입출력
10.1 입출력장치 개요
10.1.1 입출력장치 종류
10.1.2 입출력 모듈
10.1.3 입출력 포트
10.1.4 입출력 방법
10.2 프로그램 구동 입출력
10.3 인터럽트 구동 입출력
10.3.1 인터럽트 서비스 루틴
10.3.2 다중 인터럽트 처리
10.3.3 소프트웨어 폴링
10.3.4 다중 인터럽트 요청선
10.3.5 데이지 체인
10.3.6 우선순위 인코더
10.4 직접기억장치액세스
10.5 요약
연습문제

CHAPTER 11 고성능 컴퓨터
11.1 축소명령어집합 컴퓨터
11.1.1 축소명령어집합 컴퓨터 특징
11.1.2 명령어 파이프라인
11.1.3 분기예측
11.2 슈퍼스칼라 프로세서
11.2.1 슈퍼스칼라 프로세서 구조
11.2.2 데이터 의존성
11.2.3 스케줄링 정책
11.3 병렬처리 컴퓨터
11.3.1 컴퓨터 분류
11.3.2 SIMD형 프로세서
11.3.3 MIMD형 컴퓨터
11.3.4 병렬처리 한계
11.4 요약
연습문제

부록 ToyCOM 시뮬레이터
A.1 기능
A.2 화면 구성
A.3 ToyCOM 프로그램
A.4 시뮬레이션
A.5 이전 버전과의 차이점

연습문제 정답