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컴퓨터구조론

김종현 저자(글)
생능출판 · 2019년 02월 22일
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현재 컴퓨터는 개인적 용도로 사용되는 모바일용 PC로부터 시작하여 초고속 과학계산을 위한 슈퍼컴퓨터에 이르기까지, 크기와 가격 및 성능에 있어서 매우 다양한 종류의 컴퓨터들이 존재하고 있다. 그런데 흥미로운 점은 그러한 컴퓨터들의 기본 구조와 동작 원리는 거의 동일하다는 것이다. 본 저서에서는 컴퓨터 하드웨어의 기본 원리와 핵심 기술들을 이해하기 쉽도록 간결하게 설명하였으며, 컴퓨터의 성능을 높이기 위하여 최근에 새로이 개발된 멀티-코어 프로세서, GPU, DDR SDRAM 및 SSD를 포함한 각종 보조저장장치를 비롯한 첨단 컴퓨터 기술들에 대하여 전반적으로 소개하고 있다. 따라서 이 책의 내용을 충실히 공부한다면 현존하는 거의 모든 컴퓨터들의 설계 개념에 대하여 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또한 이 분야에서 반드시 알아야 할 중요한 내용들만 발췌하여 설명하였다. 이 책의 수준은 대학 및 전문대학의 컴퓨터 관련학과들과 전자공학과에서 컴퓨터구조론 강의교재로 사용하기에 적당하며, 컴퓨터시스템을 개발하는 연구소나 기업체의 연구원들에게도 직접적으로 도움이 되는 참고 서적이 될 것이다.

작가정보

저자(글) 김종현

연세대학교 공과대학 전기공학과(공학사)
연세대학교 대학원 전기공학과(공학석사)
Arizona State University, Department of Electrical and Computer Engineering(Ph.D)
한국전자통신연구소 컴퓨터연구단 프로세서구조연구실 실장
연세대학교 과학기술대학 컴퓨터정보통신공학부 교수
(현) 연세대학교 명예교수
-저서
디지털논리회로, 병렬컴퓨터구조론
-관심분야
컴퓨터구조, 병렬처리, 임베디드시스템, 클라우드컴퓨팅

목차

  • CHAPTER 01 컴퓨터시스템 개요
    1.1 컴퓨터의 기본 구조
    1.2 정보의 표현과 저장
    1.3 시스템의 구성
    1.3.1 CPU와 기억장치의 접속
    1.3.2 CPU와 I/O 장치의 접속
    1.3.3 전체 시스템의 구성
    1.4 컴퓨터 구조의 발전 과정
    1.4.1 초기 컴퓨터들의 구조
    1.4.2 주요 컴퓨터 부품들의 발전 경위
    1.4.3 컴퓨터시스템의 분류와 발전 동향
    기본문제
    연습문제

    CHAPTER 02 CPU의 구조와 기능
    2.1 CPU의 기본 구조
    2.2 명령어 실행
    2.2.1 인출 사이클
    2.2.2 실행 사이클
    2.2.3 인터럽트 사이클
    2.2.4 간접 사이클
    2.3 명령어 파이프라이닝
    2.3.1 2-단계 명령어 파이프라인
    2.3.2 4-단계 명령어 파이프라인
    2.3.3 슈퍼스칼라
    2.3.4 듀얼-코어 및 멀티-코어
    2.4 명령어 세트
    2.4.1 연산의 종류
    2.4.2 명령어 형식
    2.4.3 주소지정 방식
    2.4.4 실제 상용 프로세서들의 명령어 형식
    기본문제
    연습문제

    CHAPTER 03 컴퓨터 산술과 논리 연산
    3.1 ALU의 구성 요소
    3.2 정수의 표현
    3.2.1 부호화-크기 표현
    3.2.2 보수 표현
    3.2.3 부호-비트 확장
    3.3 논리 연산
    3.4 시프트 연산
    3.5 정수의 산술 연산
    3.5.1 덧셈
    3.5.2 뺄셈
    3.5.3 곱셈
    3.5.4 나눗셈
    3.6 부동소수점 수의 표현
    3.7 부동소수점 산술 연산
    3.7.1 덧셈과 뺄셈
    3.7.2 곱셈과 나눗셈
    기본문제
    연습문제

    CHAPTER 04 제어 유니트
    4.1 제어 유니트의 기능
    4.2 제어 유니트의 구조
    4.3 마이크로명령어의 형식
    4.4 마이크로프로그래밍
    4.4.1 인출 사이클 루틴
    4.4.2 간접 사이클 루틴
    4.4.3 실행 사이클 루틴
    4.5 마이크로프로그램의 순서제어
    기본문제
    연습문제

    CHAPTER 05 기억장치
    5.1 기억장치의 분류와 특성
    5.2 계층적 기억장치시스템
    5.2.1 필요성 및 효과
    5.2.2 기억장치 계층
    5.3 반도체 기억장치
    5.3.1 RAM
    5.3.2 ROM
    5.4 기억장치 모듈의 설계
    5.5 캐시 메모리
    5.5.1 캐시 용량
    5.5.2 인출 방식
    5.5.3 사상 방식
    5.5.4 교체 알고리즘
    5.5.5 쓰기 정책
    5.5.6 다중 캐시
    5.6 DDR SDRAM
    5.6.1 SDRAM
    5.6.2 DDR SDRAM
    5.6.3 기억장치 랭크
    5.7 차세대 비휘발성 기억장치
    5.7.1 PRAM
    5.7.2 FRAM
    5.7.3 MRAM
    기본문제
    연습문제

    CHAPTER 06 보조저장장치
    6.1 하드 디스크
    6.1.1 디스크의 구조
    6.1.2 디스크 액세스 시간
    6.2 RAID
    6.2.1 RAID 출현의 배경
    6.2.2 RAID의 종류
    6.3 플래시 메모리와 SSD
    6.3.1 플래시 메모리
    6.3.2 SSD
    기본문제
    연습문제

    CHAPTER 07 시스템 버스, I/O 및 인터럽트
    7.1 시스템 버스
    7.1.1 시스템 버스의 조직
    7.1.2 시스템 버스의 기본 동작
    7.2 버스 중재
    7.2.1 병렬 중재 방식
    7.2.2 직렬 중재 방식
    7.2.3 폴링 방식
    7.3 I/O 장치의 접속
    7.3.1 I/O 제어
    7.3.2 I/O 주소지정
    7.4 인터럽트를 이용한 I/O
    7.4.1 다중 인터럽트 방식
    7.4.2 데이지-체인 방식
    7.4.3 소프트웨어 폴링 방식
    7.5 DMA를 이용한 I/O
    기본문제
    연습문제

    CHAPTER 08 고성능 컴퓨터시스템 구조
    8.1 병렬처리의 개념 및 필요성
    8.2 병렬처리의 단위
    8.3 병렬컴퓨터의 분류
    8.3.1 Flynn의 분류
    8.3.2 기억장치 액세스 모델에 따른 분류
    8.3.3 시스템 구성 방법에 따른 분류
    8.4 다중프로세서시스템 구조
    8.4.1 공유-기억장치 시스템 구조
    8.4.2 분산-기억장치 시스템 구조
    8.4.3 캐시 일관성 유지 프로토콜
    8.5 그래픽처리유니트(GPU)
    8.5.1 CUDA 프로그래밍 모델
    8.5.2 GPU의 내부 구조
    기본문제
    연습문제

    부록 A
    부록 B
    참고문헌
    기본문제 정답

출판사 서평

1장 컴퓨터시스템 개요에서는 컴퓨터의 기본 구조와 동작 원리에 대하여 설명하고, 모바일용 소형 컴퓨터부터 슈퍼컴퓨터에 이르기까지 각종 컴퓨터 분류들에 대한 최근 발전 동향에 대하여 살펴본 다음에, CPU와 기억장치 및 I/O 장치들을 포함한 전체 컴퓨터시스템의 구성 방법에 대하여 개괄적으로 설명한다.
2장 CPU의 구조와 기능에서는 CPU의 내부 구조와 명령어 실행 원리 및 파이프라이닝 기술에 대하여 자세히 설명한다. 그리고 CPU의 프로그램 처리 속도를 높이기 위한 새로운 구조인 슈퍼스칼라 및 멀티-코어 프로세서의 설계 개념과 그에 따른 속도 향상에 대하여 세부적으로 분석하며, 마지막으로 명령어 세트의 구성 요소와 설계 방법에 대하여 설명한다. 여기에는 RISC 프로세서의 명령어 특성에 대한 분석도 포함된다.
3장 컴퓨터 산술과 논리 연산에서는 컴퓨터 산술 및 논리연산장치인 ALU의 내부 구성을 살펴본다. 그리고 논리 연산의 원리를 공부한 다음에, 정수 및 부동소수점 수의 표현 방법과 산술 연산에 대하여 설명한다.
4장 제어 유니트에서는 CPU의 주요 구성요소인 제어 유니트의 내부 구조와 동작 원리를 분석하고, 마이크로프로그래밍 기법을 이용한 명령어 세트의 설계 방법에 대하여 설명한다.
5장 기억장치에서는 다양한 종류의 기억장치들을 분석함으로써 계층적 기억장치시스템의 개념을 이해하도록 한다. 그런 다음에 반도체 기억장치의 내부 조직을 살펴보고, 그들을 이용하여 기억장치 모듈을 설계하는 방법에 대하여 설명한다. 또한 기억장치 대역폭 향상을 위한 기술인 DDR SDRAM과 기억장치 랭크의 원리와 구성 방법에 대해서도 분석한다. 그리고 주기억장치의 속도를 보완하기 위한 캐시 메모리의 구조와 설계 원리에 대하여 공부한 다음에, 차세대 반도체 기억장치 유형인 PRAM, FRAM 및 MRAM의 원리에 대해서도 간략히 살펴본다.
6장 보조저장장치에서는 가장 대표적인 보조저장장치인 하드 디스크의 구조와 동작 원리를 살펴보고, 용량과 신뢰도를 높이기 위한 디스크 배열인 RAID의 설계 개념과 구조를 분석한다. 그리고 최근 보조저장장치로 사용이 확대되고 있는 플래시 메모리와 SSD(Solid-State Drive)의 내부 구조 및 동작 원리에 대하여 자세히 설명한다. 특히 최근 반도체 분야의 핵심 기술로 부각되고 있는 3D V-NAND 플래시의 구조에 대해서도 분석하며, SSD의 성능 개선을 위한 제반 기술들도 살펴본다.
7장 시스템 버스, I/O 및 인터럽트에서는 컴퓨터 구성요소들 간의 정보 교환을 위한 통로인 시스템 버스의 구성과 중재 방법에 대하여 분석하며, I/O 장치의 접속 방법과 인터럽트 메커니즘 및 DMA의 동작 원리에 대하여 설명한다.
8장 고성능 컴퓨터시스템 구조에서는 컴퓨터시스템의 성능 향상을 위한 핵심 기술인 병렬처리의 개념에 대하여 설명하고, 병렬컴퓨터시스템에 사용되는 각종 시스템 구조 및 상호연결망들을 소개한다. 그리고 서버급 다중프로세서시스템 구현에서 캐시 일관성 유지를 위하여 사용되는 MESI 프로토콜에 대하여 분석한다. 또한 최근 슈퍼컴퓨터를 비롯한 거의 모든 컴퓨터시스템에서 수치적 계산속도의 향상을 위해 널리 사용되고 있는 GPU(Graphic Processign Unit) 및 CUDA 프로그래밍 모델에 대해서도 설명한다.
[부록 A] 광 저장장치에서는 다목적 보조저장장치로 유용하게 사용되는 CD-ROM, DVD 및 블루-레이 디스크(BD)와 같은 광 저장장치들의 원리와 성능 및 특성에 대하여 설명한다.
[부록 B] 컴퓨터 클러스터링에서는 최근 서버급 시스템 및 슈퍼컴퓨터의 구성을 위하여 가장 널리 사용되고 있는 시스템통합 기술인 컴퓨터 클러스터링(computer clustering)의 원리에 대하여 소개한다.

기본정보

상품정보
ISBN 9788970509693
발행(출시)일자 2019년 02월 22일
쪽수 532쪽
크기
202 * 268 * 30 mm / 1305 g
총권수 1권
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  • 사은품(포스터,엽서 등)은 증정되지 않습니다.
  • 커버이미지 랜덤발매 음반은 버전 선택이 불가합니다.
  • 광화문점,강남점,대구점,영등포점,잠실점은 [직접 찾아 바로드림존 가기], [바로드림존에서 받기] 로 주문시 음반 코너에서 수령확인이 가능합니다
  • 선물 받는 분의 휴대폰번호만 입력하신 후 결제하시면 받는 분 휴대폰으로 선물번호가 전달됩니다.
  • 문자를 받은 분께서는 마이 > 주문관리 > 모바일 선물내역 화면에서 선물번호와 배송지 정보를 입력하시면 선물주문이 완료되어 상품준비 및 배송이 진행됩니다.
  • 선물하기 결제하신 후 14일까지 받는 분이 선물번호를 등록하지 않으실 경우 주문은 자동취소 됩니다.
  • 또한 배송 전 상품이 품절 / 절판 될 경우 주문은 자동취소 됩니다.

바로드림 서비스 안내

  1. STEP 01
    매장 선택 후 바로드림 주문
  2. STEP 02
    준비완료 알림 시 매장 방문하기
  3. STEP 03
    바로드림존에서 주문상품 받기
  • 바로드림은 전국 교보문고 매장 및 교내서점에서 이용 가능합니다.
  • 잡지 및 일부 도서는 바로드림 이용이 불가합니다.
  • 각 매장 운영시간에 따라 바로드림 이용 시간이 달라질 수 있습니다.

수령 안내

  • 안내되는 재고수량은 서비스 운영 목적에 따라 상이할 수 있으므로 해당 매장에 문의해주시기 바랍니다.
  • 바로드림 주문 후 재고가 실시간 변동되어, 수령 예상시간에 수령이 어려울 수 있습니다.

취소/교환/반품 안내

  • 주문 후 7일간 찾아가지 않으시면, 자동으로 결제가 취소됩니다.
  • 취소된 금액은 결제수단의 승인취소 및 예치금으로 전환됩니다.
  • 교환/반품은 수령하신 매장에서만 가능합니다.

사은품 관련 안내

  • 바로드림 서비스는 일부 1+1 도서, 경품, 사은품 등이 포함되지 않습니다.

음반/DVD 바로드림시 유의사항

  • 음반/DVD 상품은 바로드림 주문 후 수령점 변경이 불가합니다. 주문 전 수령점을 꼭 확인해주세요.
  • 사은품(포스터,엽서 등)은 증정되지 않습니다.
  • 커버이미지 랜덤발매 음반은 버전 선택이 불가합니다.
  • 광화문점,강남점,대구점,영등포점,잠실점은 [직접 찾아 바로드림존 가기], [바로드림존에서 받기] 로 주문시 음반코너에서 수령확인이 가능합니다.
  1. STEP 01
    픽업박스에서 찾기 주문
  2. STEP 02
    도서준비완료 후 휴대폰으로 인증번호 전송
  3. STEP 03
    매장 방문하여 픽업박스에서 인증번호 입력 후 도서 픽업
  • 바로드림은 전국 교보문고 매장 및 교내서점에서 이용 가능합니다.
  • 잡지 및 일부 도서는 바로드림 이용이 불가합니다.
  • 각 매장 운영시간에 따라 바로드림 이용 시간이 달라질 수 있습니다.

수령 안내

  • 안내되는 재고수량은 서비스 운영 목적에 따라 상이할 수 있으므로 해당 매장에 문의해주시기 바랍니다.
  • 바로드림 주문 후 재고가 실시간 변동되어, 수령 예상시간에 수령이 어려울 수 있습니다.

취소/교환/반품 안내

  • 주문 후 7일간 찾아가지 않으시면, 자동으로 결제가 취소됩니다.
  • 취소된 금액은 결제수단의 승인취소 및 예치금으로 전환됩니다.
  • 교환/반품은 수령하신 매장에서만 가능합니다.

사은품 관련 안내

  • 바로드림 서비스는 일부 1+1 도서, 경품, 사은품 등이 포함되지 않습니다.

음반/DVD 바로드림시 유의사항

  • 음반/DVD 상품은 바로드림 주문 후 수령점 변경이 불가합니다. 주문 전 수령점을 꼭 확인해주세요.
  • 사은품(포스터,엽서 등)은 증정되지 않습니다.
  • 커버이미지 랜덤발매 음반은 버전 선택이 불가합니다.
  • 광화문점,강남점,대구점,영등포점,잠실점은 [직접 찾아 바로드림존 가기], [바로드림존에서 받기] 로 주문시 음반코너에서 수령확인이 가능합니다.

도서 소득공제 안내

  • 도서 소득공제란?

    • 2018년 7월 1일 부터 근로소득자가 신용카드 등으로 도서구입 및 공연을 관람하기 위해 사용한 금액이 추가 공제됩니다. (추가 공제한도 100만원까지 인정)
      • 총 급여 7,000만 원 이하 근로소득자 중 신용카드, 직불카드 등 사용액이 총급여의 25%가 넘는 사람에게 적용
      • 현재 ‘신용카드 등 사용금액’의 소득 공제한도는 300만 원이고 신용카드사용액의 공제율은 15%이지만, 도서·공연 사용분은 추가로 100만 원의 소득 공제한도가 인정되고 공제율은 30%로 적용
      • 시행시기 이후 도서·공연 사용액에 대해서는 “2018년 귀속 근로소득 연말 정산”시기(19.1.15~)에 국세청 홈택스 연말정산간소화 서비스 제공
  • 도서 소득공제 대상

    • 도서(내서,외서,해외주문도서), eBook(구매)
    • 도서 소득공제 대상 상품에 수반되는 국내 배송비 (해외 배송비 제외)
      • 제외상품 : 잡지 등 정기 간행물, 음반, DVD, 기프트, eBook(대여,학술논문), 사은품, 선물포장, 책 그리고 꽃
      • 상품정보의 “소득공제” 표기를 참고하시기 바랍니다.
  • 도서 소득공제 가능 결제수단

    • 카드결제 : 신용카드(개인카드에 한함)
    • 현금결제 : 예치금, 교보e캐시(충전에한함), 해피머니상품권, 컬쳐캐쉬, 기프트 카드, 실시간계좌이체, 온라인입금
    • 간편결제 : 교보페이, 네이버페이, 삼성페이, 카카오페이, PAYCO, 토스, CHAI
      • 현금결제는 현금영수증을 개인소득공제용으로 신청 시에만 도서 소득공제 됩니다.
      • 교보e캐시 도서 소득공제 금액은 교보eBook > e캐시 > 충전/사용내역에서 확인 가능합니다.
      • SKpay, 휴대폰 결제, 교보캐시는 도서 소득공제 불가
  • 부분 취소 안내

    • 대상상품+제외상품을 주문하여 신용카드 "2회 결제하기"를 선택 한 경우, 부분취소/반품 시 예치금으로 환원됩니다.

      신용카드 결제 후 예치금으로 환원 된 경우 승인취소 되지 않습니다.

  • 도서 소득공제 불가 안내

    • 법인카드로 결제 한 경우
    • 현금영수증을 사업자증빙용으로 신청 한 경우
    • 분철신청시 발생되는 분철비용

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개정판 5 판 | 양장본 Hardcover
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