컴퓨터 구조의 원리

프로세서, 메모리, 입출력 시스템, 버스 구조, 레지스터, 캐시, 파이프라이닝, 병렬 처리, 하드웨어, 소프트웨어, 명령어 집합, 아키텍처, 데이터 경로, 제어 유닛, 집적 회로, 가상 메모리, 시스템 버스, 성능 최적화, 마이크로아키텍

씨익북스 편집부 지음

씨익북스 2025년 01월 31일 출간

작품소개

책소개

"《컴퓨터 구조의 원리》는 컴퓨터 시스템의 기본 원리와 구조를 심도 있게 탐구하는 책으로, 프로세서, 메모리, 입출력 시스템 등 컴퓨터의 핵심 구성 요소를 체계적으로 설명합니다. 이 책은 컴퓨터 과학 및 공학을 전공하는 학생뿐만 아니라, 컴퓨터 시스템에 대한 이해를 깊이 하고자 하는 일반 독자도 쉽게 접근할 수 있도록 구성되어 있습니다.

책의 첫 번째 부분에서는 프로세서의 구조와 기능에 대해 다룹니다. 명령어 집합 아키텍처(ISA)의 개념과 함께, 다양한 프로세서의 작동 원리를 설명하며, 레지스터와 캐시 메모리의 역할을 강조합니다. 이후 메모리 계층 구조와 가상 메모리 시스템을 통해 데이터 저장과 접근의 효율성을 제고하는 방법을 소개합니다.

입출력 시스템과 시스템 버스의 구조를 통해 컴퓨터가 외부와 어떻게 상호작용하는지를 분석하며, 입출력 장치의 종류와 특성을 상세히 설명합니다. 또한, 파이프라이닝과 병렬 처리 기법을 통해 성능 최적화를 이루는 다양한 방법을 소개하고, 이러한 기술들이 현대 컴퓨터 아키텍처에서 어떤 역할을 하는지를 명쾌하게 설명합니다.

이 책은 최신 기술 동향을 반영하여 하드웨어와 소프트웨어 간의 상호작용을 깊이 있게 탐구하며, 집적 회로의 발전과 함께 컴퓨터 성능 향상에 기여한 다양한 기술을 조명합니다. 독자들은 실제 데이터 경로와 제어 유닛의 작동 방식을 이해하고, 이를 통해 컴퓨터 구조의 복잡성을 파악할 수 있습니다.

마지막으로, 성능 최적화와 관련된 다양한 사례를 통해 이론과 실제를 연결하는 내용을 제공하여, 독자들이 컴퓨터 구조를 단순히 학문적으로 이해하는 데 그치지 않고, 실제 응용에서도 활용할 수 있는 기초 지식을 쌓을 수 있도록 돕습니다. 《컴퓨터 구조의 원리》는 컴퓨터 시스템의 근본적인 이해를 추구하는 모든 이들에게 필독서로 추천합니다."

목차

"- 컴퓨터 구조의 기초 이해
- 프로세서의 역할과 기능
- 메모리 계층 구조 분석
- 입출력 시스템의 설계 원리
- 버스 구조의 중요성
- 레지스터의 종류와 활용
- 캐시 메모리의 동작 원리
- 파이프라이닝의 개념과 이점
- 병렬 처리의 원리와 응용
- 하드웨어와 소프트웨어의 상호작용
- 명령어 집합 구조의 이해
- 컴퓨터 아키텍처의 발전사
- 데이터 경로 설계의 기본
- 제어 유닛의 기능과 구조
- 집적 회로 기술의 진화
- 가상 메모리의 작동 방식
- 시스템 버스의 구성 요소
- 성능 최적화를 위한 기법
- 마이크로아키텍처의 특징
- 프로세서 설계의 최신 트렌드
- 메모리 관리 기법의 종류
- 입출력 장치의 동작 원리
- 버스 프로토콜의 이해
- 레지스터 파일의 구조와 운영
- 캐시 일관성 문제 해결
- 파이프라인 성능 향상 전략
- 병렬 처리 시스템의 설계 원칙
- 하드웨어 설계 언어의 사용
- 소프트웨어 최적화를 위한 전략
- 명령어 집합 확장의 필요성
- 고급 아키텍처 기법
- 데이터 경로 최적화 기법
- 제어 신호의 생성 및 관리
- 집적 회로 설계의 도전 과제
- 가상 메모리의 페이지 교체 알고리즘
- 시스템 버스의 성능 분석
- 성능 측정을 위한 벤치마킹
- 마이크로아키텍처 성능 평가
- 프로세서의 전력 소모 관리
- 메모리 대역폭의 중요성
- 입출력 성능 향상 기법
- 버스 충돌 방지 기술
- 레지스터 재배치 기법
- 캐시 계층 구조의 설계
- 파이프라인 스톨 문제 해결
- 병렬 처리 프로그래밍 모델
- 하드웨어 가속기의 역할
- 소프트웨어와 하드웨어의 통합
- 명령어 디코딩 과정
- 아키텍처 최적화를 위한 기법
- 데이터 경로의 성능 향상
- 제어 유닛의 설계 및 구현
- 집적 회로의 제조 공정
- 가상 메모리의 이점과 한계
- 시스템 버스 설계의 최적화
- 성능 개선을 위한 최신 기술
- 마이크로아키텍처의 미래 전망"

작가정보

저자(글) 씨익북스 편집부

"세상을 아름다운 지식으로 물들이자" 위 모토를 바탕으로 다양한 지식 서적을 보급하고 있다.