폰노이만 구조란? 폰노이만 구조 쉬운 설명

1. 폰노이만 구조란?

• 폰노이만 구조는 현대 컴퓨터의 기반이 되는 아키텍처로, 1945년 존 폰 노이만이 제시했습니다. 
• 마치 인간의 두뇌처럼 정보를 처리하고 명령을 수행하는 컴퓨터의 핵심 시스템이라고 할 수 있습니다. 
• 현대 컴퓨터의 기반이 되는 일종의 컴퓨터 구조로 1940년대 이후 거의 모든 컴퓨터가 기반으로 하고 있습니다. 

 

2. 핵심 구성 요소

• CPU: 컴퓨터의 두뇌 역할을 하는 중앙 처리 장치입니다. 연산과 제어를 담당하며, 컴퓨터 전체의 활동을 지휘합니다.
• 메모리: 데이터와 프로그램을 저장하는 공간입니다. CPU가 필요한 정보를 읽고 쓰는 곳입니다.
• 제어 장치: 프로그램의 명령어를 하나씩 읽어서 실행하는 역할을 합니다. 교통 경찰처럼 명령어의 흐름을 제어합니다.
• 연산 장치: 사칙연산, 논리 연산 등을 수행하는 곳입니다. CPU의 팔과 같은 역할을 합니다.
• 입출력 장치: 키보드, 마우스, 화면, 프린터 등 컴퓨터와 외부 세계를 연결하는 통로입니다.

 

3. 작동방식

1. 프로그램 로딩: 프로그램은 메모리에 저장됩니다.
2. 명령어 추출: 제어 장치는 메모리에서 명령어를 하나씩 읽어옵니다.
3. 명령어 해석: 명령어의 의미를 분석하고 어떤 작업을 수행해야 하는지 결정합니다.
4. 연산 수행: 연산 장치가 명령에 따라 사칙연산, 논리 연산 등을 수행합니다.
5. 결과 저장: 연산 결과는 메모리에 저장됩니다.
6. 반복: 2번부터 5번 과정을 프로그램이 끝날 때까지 반복합니다.

 

 

4.폰 노이만 구조의 특징

• CPU, 메모리, 저장장치, 입출력 장치가 버스로 연결되어 있습니다.
• 모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있습니다.
• 프로그램 내장 방식으로 작동하며, 프로그램과 데이터를 같은 메모리에 저장하여 순차적으로 실행합니다.
• 더하기, 빼기 기능을 담은 소프트웨어가 메모리 안에 내장되어 있어 계산이 필요할 때마다 메모리 안의 프로그램과 데이터를 CPU에 전달하여 처리합니다.
  

 

 

5.장점

• 프로그램 내장 방식 컴퓨터로 다양한 목적으로 사용 가능합니다.
• 범용성이 높아 현재 거의 모든 컴퓨터가 이 구조를 따릅니다.

 

 

6.단점

• 병목 현상: CPU와 메모리 사이의 데이터 전송 속도가 느려 성능 저하를 초래할 수 있습니다.