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_posts/computer/2023-03-07-x86-64-arm.md

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+title: x86, x86_64, EM64T 그리고 ARM 간단 요약
+description: What is the difference between x86, x86_64, EM64T and ARM?
+author: ky0422
+date: 2023-03-07 22:53:00 +0900
+categories: ["컴퓨터", "하드웨어"]
+tags: ["컴퓨터", "하드웨어", "CPU", "x86", "x86_64", "EM64T", "ARM"]
+_tistory: https://ky0422.tistory.com/52
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+## x86 (80386, 80586, 80686)
+
+i386 (80386) 이전엔 16비트였으나, i386에서 32비트로 확장되었으며, 16비트 또한 호환되었기 때문에, x86은 인텔이 개발한 마이크로 프로세서 계열이거나, 이들과 호환이 가능한 명령 집합을 의미합니다.
+
+x86은 8086 CPU (x86_16), 즉 인텔이 처음 개발한 8086 부터 후속작인 80386 등의 뒤에 붙은 이름인 x86을 뜻합니다.
+
+80286 또한 x86이 붙으나, 이는 16비트이기 때문에 x86_16이라는 이름이 붙여집니다.
+
+물론 x86(32비트)는 x86_16(16비트)와 호환됩니다. 때문에 x86라는 이름이 붙게 됩니다.
+
+## x86_64 (AMD64)
+
+AMD는 x86과 호환되는 64비트 아키텍쳐를 개발하게 됩니다. 흔히 x86_64라 불리며, x64라 불리기도 합니다.
+
+그리고 인텔에서 x86_64 구조를 구현하여 EM64T를 개발하게 됩니다.
+
+## EM64T
+
+인텔 또한 64비트 아키텍쳐의 프로세스가 존재합니다.
+
+두 종류의 64비트 프로세서가 존재하는데, 바로 Itanium 계열과 EM64T 계열입니다.
+
+Itanium 계열은 HP와 공동개발한 IA-64 프로세서를 구현한 아키텍쳐인데, 기존의 x86과는 구조가 다르기 때문에 기존의 32비트 프로그램을 실행하기 위해선 에뮬레이터가 따로 필요합니다.
+
+반면 EM64T 계열은 AMD에서 개발한 x86_64 구조를 가져와서 구현한 계열입니다. 때문에 기존의 32비트 프로그램과 호환이 가능합니다.
+
+AMD의 x86_64 구조를 구현한것이기 때문에, 아키텍쳐상의 차이는 거의 없다고 봐도 됩니다.
+
+## ARM (ARMv8, AArch64)
+
+Arm Limited라는 곳에서 만들어진 명령 집합입니다.
+
+원랜 ARMv7라는 32비트 아키텍쳐가 존재하나, 이 시기 이미 x86의 시대가 와버렸고, ARM 또한 ARMv8이라는 64비트 아키텍쳐를 개발하게 됩니다.
+
+ARM 아키텍쳐는 임베디드에 사용되기도 합니다.
+
+AMD나 인텔처럼 이름이 여러개가 있다싶이, ARM 또한 ARM64 = ARMv8 = AArch64 라고 생각하시면 됩니다.

_posts/computer/2023-03-12-register.md

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+---
+title: 레지스터
+description: What is register? (types of register)
+author: ky0422
+date: 2023-03-12 21:54:00 +0900
+categories: ["컴퓨터", "레지스터"]
+tags: ["레지스터", "컴퓨터", "CPU", "Register"]
+_tistory: https://ky0422.tistory.com/54
+---
+
+## 개요
+
+임시적로 필요한 데이터를 메모리에 저장하기엔 비효율적입니다.
+때문에 CPU 내부에 임시적으로 데이터를 저장할 수 있는 메모리가 있으며, 이곳이 바로 **레지스터**(Register)입니다.
+
+주로 연산을 하기 위해 메모리에서 가져온 데이터나 데이터를 임시로 보관하거나, 주소를 저장하기 위해 쓰입니다.
+데이터 임시 보관만 하는건 아닌데, 여러가지 레지스터의 종류에 대해 알아보겠습니다.
+
+아래에서 설명하는 레지스터는 통상적으로 불리는 이름들이며, 각각의 아키텍처에 따라 EAX (Extended Accumulator Register)와 같이 다른 이름으로 불릴 수 있습니다.
+
+---
+
+## 데이터 레지스터 (DR, Data Register)
+
+위에서 설명한대로 메모리에서 가져온 데이터를 임시적으로 저장할때 쓰이는 레지스터입니다.
+
+아래의 주소 레지스터와 더불어 **일반 레지스터**라 부릅니다.
+
+## 프로그램 카운터 (PC, Program Counter)
+
+CPU가 다음 명령어를 실행하기 위해, 다음 명령어의 주소를 기억하고, 명령어의 흐름을 제어하는 레지스터입니다.
+
+CPU는 이 레지스터에 저장된 주소를 참조하여 다음 명령어를 실행합니다.
+
+명렁어 포인터(Instruction Pointer)라고도 불립니다.
+
+## 명령어 레지스터 (IR, Instruction Register)
+
+현재 실행중인 명령어를 임시적으로 저장하는 용도입니다. 제어장치가 이 레지스터에 저장된 명령어를 해석하고 처리합니다.
+
+## 메모리 주소 레지스터 (MAR, Memory Address Register)
+
+CPU가 메모리에 접근하기 위해, 메모리 주소를 임시적으로 저장하는 용도입니다.
+
+CPU와 메모리 간의 상호작용을 위해 쓰입니다.
+
+## 메모리 버퍼 레지스터 (MBR, Memory Buffer Register)
+
+메모리와 CPU 간의 데이터 전송을 담당하는 레지스터입니다.
+메모리로 부터 읽은 데이터를 임시적으로 저장하거나, 메모리에 쓰기 위해 CPU에서 데이터를 임시적으로 저장하는 용도로 쓰입니다.
+
+때문에 성능에 영향을 미치는 레지스터입니다.
+
+## 프로그램 상태 레지스터 (PSR, Program Status Register)
+
+프로세서의 실행 상태 등을 저장하는 레지스터입니다.
+
+프로세서를 제어하기 위한 레지스터로, 이또한 중요한 레지스터입니다.
+
+## 누산기 레지스터 (AC, Accumulator Register)
+
+ALU는 덧셈, 뺄셈, 곱셈 등의 연산을 수행하는 연산 장치인데, 이 레지스터는 ALU의 연산 결과를 임시적으로 저장하는 용도입니다.
+
+AC는 CPU에서 매우 중요한 역할을 하며, CPU의 성능을 결정하는 요소 중 하나입니다.
+
+---
+
+## 범용 레지스터
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+데이터와 주소 모두 저장 가능한 레지스터로, 이름 그대로 범용적으로 사용할 수 있는 레지스터입니다.
+
+DR, MAR 등이 여기에 포함됩니다.
+
+## 특수 레지스터
+
+프로그램의 상태 등을 저장하는 레지스터로, PC, PSR 등이 여기에 포함됩니다.
+
+---
+
+이밖에도 IO 주소 레지스터(입출력 장치의 주소), IO 버퍼 레지스터(입출력 장치에 대한 버퍼) 등의 레지스터가 존재하지만, 이는 나중에 따로 설명하겠습니다.

_posts/computer/2023-05-05-memory.md

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+title: 메모리의 종류
+description: What is memory? (types of memory)
+author: ky0422
+date: 2023-05-05 16:30:00 +0900
+categories: ["컴퓨터", "메모리"]
+tags: ["컴퓨터", "메모리", "Memory"]
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+## 개요
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+많은 종류의 메모리가 존재하는데, 크게 읽기/쓰기가 가능한 **RAM**(Random Access Memory)과 읽기만, 가능한 **ROM**(Read Only Memory)으로 나뉩니다.
+
+## RAM (Random Access Memory)
+
+일반적으로 컴퓨터에서 사용하는 메모리로, Random Access는 어떠한 데이터를 읽어도 위치에 상관없이 같은 속도로 읽을 수 있다는 의미입니다.
+
+여기서 말하는 램은 제1차 저장 장치이며, SSD나 HDD와 같은 저장 장치는 제2차 저장 장치입니다.
+
+**휘발성 메모리**(Volatile Memory)와 **비휘발성 메모리**(Non-Volatile Memory)로 나뉩니다.
+
+휘발성 메모리에는 크게 **DRAM**(Dynamic RAM)과 **SRAM**(Static RAM)이 있으며, 비휘발성 메모리에는 **FRAM**(Ferroelectric RAM), **PRAM**(Phase change RAM), **MRAM**(Magnetoresistive RAM), **플래시 메모리**(Flash Memory) 등이 있습니다.
+
+### DRAM (Dynamic RAM)과 SRAM (Static RAM)
+
+**DRAM**에 저장된 데이터는 일정 시간이 지나면 데이터가 사라지기 때문에, 주기적으로 데이터를 갱신해줘야 합니다.
+
+반면 **SRAM**은 전력이 공급되는 한 데이터가 사라지지 않습니다. SRAM은 내부 구조가 복잡하여 가격은 비싸지만, 속도가 빠르기 때문에 캐시 메모리 등의 고속 메모리로 사용되고, DRAM은 일반적인 메모리에 사용됩니다.
+
+즉, 일반적으로 컴퓨터 부품에서 "램"이라고 불리는 장치는 DRAM입니다.
+
+### 플래시 메모리 (Flash Memory)
+
+일반적으로 가장 널리 사용되는 비휘발성 메모리로, 대부분의 SSD, USB 등에서 사용됩니다.
+
+단, 플래시 메모리의 소자는 많이 사용할 수록 소모되기 때문에, 플래시 메모리는 한정된 수명을 가지고 있습니다.
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+바이오스 등의 펌웨어가 저장되는 메모리로도 사용됩니다.
+
+### FRAM (Ferroelectric RAM), PRAM (Phase change RAM)과 MRAM (Magnetoresistive RAM)
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+셋 모두 차세대 메모리로, 발전중에 있는 메모리입니다.
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+**FRAM**은 [강유전체](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B0%95%EC%9C%A0%EC%A0%84%EC%B2%B4)라는 물질을 사용하는 메모리로, 저전력으로 동작하나, 내구성이 떨어지는 단점이 있습니다.
+
+**PRAM**은 [상변화](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%83%81%EC%A0%84%EC%9D%B4)를 이용한 메모리로, 가장 빠르게 발전하고 있는 메모리입니다. 단점으론 쓰는 속도가 느리다는 점이 있습니다.
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+**MRAM**은 [자기저항](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9E%90%EA%B8%B0%EC%A0%80%ED%95%AD)을 이용한 메모리로, 내구성이 뛰어나지만 상대적으로 비싸다는 단점이 있습니다.
+
+## ROM (Read Only Memory)
+
+램과 다르게 한번 저장된 데이터는 수정할 수 없는 메모리입니다. 때문에 변경 가능성이 없는 소프트웨어 등에서 사용됩니다.
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+ROM은 크게 **PROM**(Programmable ROM), **EPROM**(Erasable PROM), **마스크 ROM**(Mask ROM)으로 나뉩니다.
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+### PROM (Programmable ROM)
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+처음엔 빈 상태로 제공되며, 사용자가 PROM Writer라는 장치를 이용하여 단 1번 데이터를 쓸 수 있습니다.
+
+### EPROM (Erasable PROM)
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+PROM과 달리, EPROM은 데이터를 여러번 저장할 수 있습니다. 데이터를 수정할 때 EPROM Eraser라는 장치를 이용하여 데이터를 지우고 다시 써야 합니다.
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+내용을 어떻게 지우는지에 따라 **UVEPROM**과 **EEPROM**으로 나뉩니다.
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+### 마스크 ROM (Mask ROM)
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+제조 과정에서부터 프로그램화가 된 ROM으로, 사용자가 데이터를 변경할 수 없습니다

_posts/computer/2023-06-06-interrupt.md

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+title: 인터럽트
+description: What is interrupt?
+author: ky0422
+date: 2023-06-06 12:00:00 +0900
+categories: ["컴퓨터", "CPU"]
+tags: ["컴퓨터", "CPU", "인터럽트"]
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+
+# 개요
+
+프로그래밍을 하다보면, 가끔 **인터럽트(Interrupt)**라는 용어가 등장합니다.
+이 글에선 인터럽트가 무엇이며, 어떻게 동작하는지 알아보겠습니다.
+
+# 인터럽트
+
+인터럽트는 명령어 사이클 중에 발생하는데, CPU가 급하게 처리해야 하는 일이 생겼을 때, 현재 작업을 중단하고 다른 작업을 처리하고자 할 때 발생합니다.
+
+> **명령어 사이클**
+>
+> CPU가 명령어를 실행하는 과정을 명령어 사이클이라고 합니다.
+>
+> ```
+>                       |-------------|
+>                 /-->  | Fetch Cycle |  -->\
+>                /      |-------------|      \
+> |-----------------|        ^   |        |----------------|
+> | Interrupt Cycle |        |   |        | Indirect Cycle |
+> |-----------------|        |   v        |----------------|
+>                \     |---------------|     /
+>                 \<-- | Execute Cycle | <--/
+>                      |---------------|
+> ```
+>
+> **Fetch Cycle (인출 사이클)**는 명령어를 읽어오는 과정이며 (`fetch`), **Execute Cycle (실행 사이클)**은 명령어를 해독하고 실행하는 과정입니다. (`decode`, `execute`) 이 두 과정이 기본 사이클이며, 명령어를 실행중에 메모리 접근이 추가적으로 필요할 경우 **Indirect Cycle (간접 사이클)**이 추가됩니다.
+>
+> 여기에 후술할 인터럽트가 발생한다면, **Interrupt Cycle (인터럽트 사이클)**이 추가됩니다.
+{: .prompt-info }
+
+인터럽트는 크게 **동기 인터럽트**와 **비동기 인터럽트**로 나뉩니다.
+
+## 동기 인터럽트
+
+**예외**라고도 불리며, 명령어를 실행하는 과정에서 발생하는 인터럽트입니다.
+예를 들어 0으로 나누는 연산을 수행하려고 할 때(Division by Zero), 동기 인터럽트가 발생합니다.
+
+이때 **폴트(Fault)**, **트랩(Trap)**, **중단(Abort)**, **소프트웨어 인터럽트** 등으로 나뉩니다.
+
+- **폴트(Fault)**: 잘못된 명령어나 데이터 접근 등의 오류로 인해 발생합니다. 이 경우 예외 처리를 통해 방지할 수 있습니다.
+- **트랩(Trap)**: 의도적으로 발생시키는 인터럽트입니다. 예를 들어, 디버깅을 위해 의도적으로 트랩을 발생시킬 수 있습니다.
+- **중단(Abort)**: 프로그램을 강제로 종료시키는 인터럽트입니다.
+- **소프트웨어 인터럽트**: 프로그램이 명시적으로 요청한 인터럽트입니다. 예를 들어, 시스템 콜 등이 있습니다.
+
+## 비동기 인터럽트
+
+**하드웨어 인터럽트**로도 불리며, 주로 입출력 장치 등의 외부 장치에 의해 인터럽트입니다.
+
+키보드로 예를 들면, 어떠한 키를 눌렀을 때, 키보드가 CPU에게 인터럽트를 발생시킵니다.
+다른 예로, 프린터가 출력을 완료했을 때, 프린터가 CPU에게 인터럽트를 발생시킵니다.
+
+프린터기는 CPU의 처리 속도에 비해 훨씬 느리기 때문에, 프린터가 출력을 완료했을 때 CPU가 프린터의 출력을 기다리는 것은 비효율적입니다.
+
+그렇기에, 인터럽트를 통해 효율적으로 작업을 처리할 수 있습니다.
+만약 인터럽트가 없다면, 주기적으로 확인하는 등의 방법으로 작업을 처리해야 합니다.
+
+# 인터럽트 처리
+
+인터럽트는 주로 아래와 같은 순서로 처리됩니다.
+
+1. CPU에게 **인터럽트 요청 신호**를 보냅니다.
+2. CPU는 하나의 명령어 사이클이 끝나고, 명령어를 인출하기 전에 인터럽트 요청 신호를 확인합니다.
+3. 만약 인터럽트 요청이 확인됐다면, **인터럽트 플래그** 레지스터를 통해 인터럽트를 받아들일지 말지 결정합니다.
+4. 만약 인터럽트를 받아들일 수 있다면, 지금까지의 작업을 스택에 백업하고, **인터럽트 벡터**를 참조하여 **인터럽트 서비스 루틴**을 실행합니다.
+5. 인터럽트 서비스 루틴이 끝나면, 백업한 작업을 복구하고 다시 실행합니다.
+
+## 인터럽트 요청 신호, 인터럽트 플래그
+
+**인터럽트 요청 신호**는, 이름 그대로 인터럽트를 요청하는 신호입니다.
+
+CPU가 인터럽트 요청을 받아들이기 위해선, 플래그 레지스터 중 하나인 **인터럽트 플래그**에서 인터럽트를 받아들일 수 있다고 해야 인터럽트를 받아들일 수 있습니다.
+
+다만, 일부 인터럽트는 인터럽트 플래그를 무시하고 실행될 수 있습니다.
+
+## 인터럽트 서비스 루틴, 인터럽트 벡터
+
+**인터럽트 서비스 루틴**은 인터럽트가 발생했을 때, 해당 인터럽트를 어떻게 처리해야 될지 정의한 코드입니다.
+인터럽트 서비스 루틴 또한 하나의 프로그램이기 때문에, 메모리에 저장되어 있습니다.
+
+만약 어떠한 인터럽트가 발생했을 때, 인터럽트 서비스 루틴을 실행하기 위해 `jump`를 통해 해당 메모리 지점으로 이동해야 하는데, 이러한 인터럽트 서비스 루틴를 구분하기 위한것이 **인터럽트 벡터**입니다.