동작 원리를 그림으로 설명한 컴퓨터 구조와 운영체제

더 나은 소프트웨어 개발을 위한 컴퓨터 공학(과학)의 두 가지 핵심 개념은 '컴퓨터 구조'와 '운영체제'이다. 〈컴퓨터 구조와 운영체제_동작 원리를 그림으로 설명한〉책은 '컴퓨터 구조'와 '운영체제'를 비전공자부터 개발자까지 모두가 쉽게 이해할 수 있게 그림 해설 중심으로 설명한 입문서이다.

이 책의 특징은 다음과 같다.
- 실력 있는 개발자로 성장하기 위해 반드시 필요한 지식인 '컴퓨터 구조'와 '운영체제'의 동작 원리를 비전공자도 알기 쉽게 설명하였다.
- 비전공자나 입문자가 혼자서도 학습할 수 있도록 딱딱하고 지루할 수 있는 동작 원리 내용을 하나하나 알기 쉬운 그림으로 이해하기 정말 쉽게 설명하였다.
- 컴퓨터 구조와 운영체제의 방대한 정보 중 꼭 필요한 필수 핵심 지식만 뽑아 알차게 구성하였다.

이 책을 통해 얻을 수 있는 효과
- 컴퓨터 구조와 운영체제를 왜 이해해야 되는지 필요성을 깨닫게 된다.
- 컴퓨터 부품 하나하나의 동작 원리를 운영체제의 동작 원리를 완벽하게 이해할 수 있다.
- 내가 작성한 코드의 작동 원리를 깊이 이해할 수 있는 기초지식을 쌓을 수 있다.
- 취업 기술 면접에서 컴퓨터 기초지식을 완벽하게 대비할 수 있다.
- 소프트웨어 개발 시 소스 코드의 오류 해결 능력이 향상된다.

이 책은 이런 분께 강력 추천한다.
- 컴퓨터 구조와 운영체제의 동작 원리의 기초 차근차근 배우고 싶은 비전공자, 현직 개발자
- 개발자로 취업을 준비하는 분 중 기초가 부족한 취준생 및 대학생
- 컴퓨터 구조와 운영체제의 원리를 쉽게 설명한 교재를 찾는 교강사

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Chapter 01 컴퓨터 구조에 들어가기 전 알아야 하는 것
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1.1 컴퓨터 구조를 배우는 이유
1.1.1 입문자를 위한 컴퓨터 구조
1.1.2 운영체제도 함께 배워야 하는 이유

1.2 컴퓨터의 종류
1.2.1 데스크톱, 랩톱
1.2.2 스마트폰, 태블릿
1.2.3 임베디드 시스템
1.2.4 메인 프레임

1.3 컴퓨터가 다루는 데이터란?
1.3.1 비트로 이루어진 데이터
1.3.2 비트를 논리 연산하는 논리 게이트
1.3.3 문자 데이터
1.3.4 색상 데이터
1.3.5 소리 데이터

1.4 마무리 31


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Chapter 02 컴퓨터를 구성하는 장치
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2.1 컴퓨터의 기본 구성 장치
2.1.1 CPU
2.1.2 메모리
2.1.3 주변 장치
2.1.4 메인보드

2.2 CPU
2.2.1 CPU 기본 구성
2.2.2 CPU 동작 과정
2.2.3 산술 논리 장치
2.2.4 CPU의 성능을 향상시키는 기술
2.2.5 CPU vs MPU vs MCU vs AP

2.3 메인보드
2.3.1 시스템 버스
2.3.2 구성 장치

2.4 메모리
2.4.1 CPU와 상호 동작
2.4.2 메모리의 종류
2.4.3 내부 구성
2.4.4 속도 향상 기술

2.5 마무리


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Chapter 03 CPU는 어떻게 사칙 연산할까?
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3.1 정수의 사칙 연산
3.1.1 정수의 구조와 종류
3.1.2 정수 가산기
3.1.3 정수 감산기
3.1.4 정수 곱셈기
3.1.5 정수 나눗셈기
3.1.6 이동기

3.2 실수
3.2.1 실수 구조
3.2.2 사칙 연산

3.3 마무리


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Chapter 04 CPU가 처리하는 명령어
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4.1 명령어들의 집합체, 프로그램
4.1.1 프로그램을 만드는 과정
4.1.2 프로그램의 실행

4.2 명령어
4.2.1 명령어 구조
4.2.2 명령어 테이블
4.2.3 주소 지정 방식

4.3 명령어 처리
4.3.1 명령어 처리 준비
4.3.2 명령어를 처리하기 위한 CPU 내부 구조
4.3.3 명령어 주기
4.3.4 명령어 처리 과정

4.4 마무리


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Chapter 05 페이지화
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5.1 페이지화
5.1.1 외부 단편화 문제
5.1.2 페이지화 해보기

5.2 논리적 공간과 물리적 공간
5.2.1 논리적 공간을 물리적 공간으로 사상
5.2.2 페이지 테이블
5.2.3 메모리 관리 장치

5.3 페이지 교체
5.3.1 1단계: 페이지 폴트 인터럽트
5.3.2 2단계: 스왑 아웃
5.3.3 3단계: 스왑 인

5.4 마무리


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Chapter 06 다양한 기억 장치
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6.1 기억 장치의 종류

6.2 레지스터

6.3 캐시

6.4 메모리
6.4.1 램
6.4.2 롬

6.5 스토리지
6.5.1 SSD
6.5.2 HDD
6.5.3 USB 플래시 드라이브

6.6 마무리


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Chapter 07 데이터 전달 구조
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7.1 데이터 지역성
7.1.1 반복문에서 나타나는 데이터 지역성
7.1.2 데이터 전달 구조

7.2 캐시
7.2.1 캐시 내부 구조
7.2.2 캐싱
7.2.3 캐시 적중률

7.3 마무리


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Chapter 08 주변 장치
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8.1 주변 장치 종류

8.2 주변 장치의 구조와 연결 방식
8.2.1 일반적인 구조
8.2.2 연결 방식
8.2.3 응용 프로그램에서 주변 장치 접근 방법

8.3 아날로그 신호와 디지털 데이터의 상호 변환
8.3.1 ADC와 DAC
8.3.2 신호의 변환 과정

8.4 HDD와 SSD
8.4.1 HDD
8.4.2 SSD

8.5 GPU
8.5.1 CPU vs GPU
8.5.2 동작 과정

8.6 데이터 입출력 방법
8.6.1 프로그램 입출력
8.6.2 인터럽트
8.6.3 직접 메모리 접근

8.7 마무리


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Chapter 09 인터럽트
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9.1 인터럽트 종류
9.1.1 트랩
9.1.2 외부 인터럽트
9.1.3 내부 인터럽트

9.2 인터럽트 처리 과정
9.2.1 1단계: 인터럽트 서술자 테이블에서 엔트리 가져오기
9.2.2 2단계: 프로세스의 상태 저장
9.2.3 3단계: 인터럽트 함수 실행
9.2.4 4단계: 프로세스 상태 복원

9.3 마무리


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Chapter 10 직접 메모리 접근
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10.1 DMA 제어기
10.1.1 시스템 버스 사용권 요청
10.1.2 데이터 전송

10.2 직접 메모리 접근 쓰기
10.2.1 1단계: 설정
10.2.2 2단계: 전송
10.2.3 3단계: 종료

10.3 직접 메모리 접근 읽기
10.3.1 1단계: 설정
10.3.2 2단계: 전송
10.3.3 3단계: 종료

10.4 마무리


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Chapter 11 운영체제
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11.1 전체적으로 살펴보기
11.1.1 운영체제의 종류
11.1.2 운영체제의 역할
11.1.3 운영체제의 구조
11.1.4 운영체제의 부팅

11.2 프로세스 관리
11.2.1 프로세스 제어 블록
11.2.2 프로세스 스케줄링
11.2.3 프로세스 상태
11.2.4 문맥 전환

11.3 마무리


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Chapter 12 프로세스의 구조
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12.1 공간 구조
12.1.1 코드 영역
12.1.2 데이터 영역
12.1.3 힙 영역
12.1.4 스택 영역

12.2 스레드
12.2.1 다중 스레드
12.2.2 다중 스레드 vs 다중 프로세스

12.3 자원 공유 위반
12.3.1 문제가 발생하는 상황
12.3.2 문제 해결하기

12.4 마무리

C.I.K 소프트웨어 개발자로 리눅스 커널, 네트워크 보안, 임베디드 시스템, 안드로이드, iOS 등을 개발하였습니다

(저서)
동작 원리를 그림으로 설명한 컴퓨터 구조와 운영체제 (2025. 3 앤써북)