[OS]요리사 모형과 시스템 아키텍처

폰노이만 아키텍처

개념

폰노이만 아키텍처는 Johann Ludwig Von Neumann이 제안한 컴퓨터 구조로 CPU, 메모리, 입출력 장치, 저장장치가 하나의 버스로 연결되어 있는 구조이다.

특징

명령어와 데이터를 위한 메모리 인터페이스가 하나로 통합되어 있다.
명령어를 읽는 동안 데이터의 읽기 또는 쓰기가 불가능하다.
프로그램은 하드디스크와 같은 외부 저장 장치에 기록되며, 실행하기 위해서는 주 메모리(RAM)로 로드되어야 한다.
모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있으며, 메모리 접근의 효율성은 시스템 성능에 큰 영향을 미친다.
메모리는 유일한 작업 공간으로 기능한다.
예시로 IBM 계열 PC, ARM7 등이 있다.

하버드 아키텍처

개념

하버드 아키텍처는 1944년 하버드 마크 I의 개발 시 설계된 컴퓨터 구조로, 명령어와 데이터를 위한 메모리 인터페이스가 분리되어 있다.

특징

명령어와 데이터가 각각 독립적인 메모리 공간을 사용하여, 동시에 명령어를 읽고 데이터를 처리할 수 있다.
버스 시스템이 복잡하여 설계가 복잡해지고, 이로 인해 단가가 상승할 수 있다.
예시로 ARM9, ARM10, XScale 등이 있다.

요리사 모형으로 설명하는 폰노이만 아키텍처

개념

요리사 모형은 운영체제의 여러 가지 현상을 이해하기 위한 비유적 모델이다.

비유

요리사: CPU
도마: 메모리
보관 창고: 저장장치

설명

요리사(CPU)는 요리를 하기 위해 보관 창고(저장장치)에서 재료를 도마(메모리) 위에 놓아야 한다.
도마(메모리)는 CPU의 핵심 작업 공간이며, 보관 창고(저장장치)는 보조적인 공간이다.
낮은 용량의 메모리를 가진 컴퓨터는 느려지며, 도마의 크기가 클수록 더 많은 재료를 올려놓고 작업할 수 있다.
도마가 작으면 재료를 옮기는 시간이 더 걸려 처리 속도가 저하된다. 반면, 도마의 크기가 전체 재료를 수용할 수 있다면 작업 속도에 영향을 미치지 않는다.