[CS] 컴퓨터 구조의 큰그림

컴퓨터 구조는 크게 2가지!

1. 컴퓨터가 이해하는 정보

2. 컴퓨터의 4가지 핵심 부품

 

1. 컴퓨터가 이해하는 정보

컴퓨터가 이해하는 정보에는 데이터와 명령어가 있다.

 

먼저 데이터!

데이터란 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보이다.

컴퓨터는 기본적으로 0과 1밖에 이해하지 못한다.

하지만 0과 1로 어떻게 숫자와 문자 등을 이해하는지 추후 배우니 PASS.

 

다음 명령어!

명령어란 데이터라는 재료를 사용하여 컴퓨터에게 말그대로 명령을 내리는 것이다.

" 1과 2를 더해 " 또는 "안녕하세요"를 출력해라 

이런 명령어를 수행하기 위해 숫자와 문자라는 데이터가 재료가 사용된다.

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2. 컴퓨터의 4가지 핵심부품

메모리, CPU, 보조기억장치, 입출력장치가 있다.

 

1. 메모리

메모리는 현재 실행되는 프로그램의 데이터와 명령어를 저장하는 부품이다.

현재 실행되는 프로그램을 프로세스라고 하는데 운영체제에서 자세히 배운다.

일단 메모리는 현재 실행되고 있는 프로그램의 데이터와 명령어를 저장하는 부품이다!

라고 일단 이해하면 된다.

또한 메모리에는 중요한 개념이 있다.

'주소'라는 개념이 있는데

내가 접근하려는 데이터, 필요로하는 명렁어가 어느 위치에 저장되어 있는지 알 수 있다.

┌                     1   3과 4를 더해라
 ─ 명령어        
└                     2   연산결과를 저장해라

┌                     3   120
 ─ 데이터        
└                     4   100

                       5    220,,,

                       6

                      … 

 

이런식으로 메모리에는 주소마다 데이터와 명령어가 '주소'에 저장된다.

즉, 메모리에는 프로그램이 실행되기 위해서 명령어와 데이터가 저장 되어 있어야하고 

메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다.

 

2. CPU

CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 부품이다.

핵심 부품에는

ALU, 레지스터, 제어장치가있다

1. ALU(arithmetic and logical unit) 산술논리연산장치라고 하는데 쉽게 '계산기'라고 생각하면 된다.

2. 레지스터(register)는 CPU 내부의 작은 저장장치

3. 제어장치(control unit)는 '제어 신호'를 내보내고, 명령어를 해석하는 장치이다.

여기서 제어 신호라는 것은 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 전기 신호를 말한다.

CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 읽기라는 제어 신호를 보낸다.

또한 어떤 값을 저장하고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 쓰기라는 제어 신호를 보낸다.

 

3. 보조기억장치

메모리(ram)는 보조기억장치에 비해 가격이 비싸고

휘발성 저장장치이기 때문에 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃어버린다.

하지만 보조기억장치는 전원이 꺼져도 보관될 프로그램을 저장하는 부품이다.

즉, 메모리는 실행할 정보를 저장하고, 보조기억장치는 보관할 정보를 저장한다.

 

4. 입출력장치

입출력장치는 마우스, 키보드, 스피커, 모니터 ,프린터 등

컴퓨터 외부에 연결되서 컴퓨터 내부와 정보를 주고받는 장치들이다.

보조기억장치랑 입출력장치랑 뭐가 다른가?

USB, 외장하드 같은 보조기억장치도 외부로 연결이 되는데 뭐가 다른가?

많은 전공서적에서는 구분해서 설명하지만 

딱 잘라 구분되는 개념은 아니라고 한다. 주변장치(peripheral device)라고 통칭하기도 한다.

다만 보조기억장치는 "메모리를 보조하는 특별한 입출력장치다!"로 기억하자.

 

메인보드와 시스템버스

 

메인보드는 컴퓨터의 4가지 핵심부품을 연결할 수 있는 보드이다.

또 핵심부품들을 연결해서 정보를 주고 받을 수 있게 해주는 통로를

'버스'라고한다.

이 중 컴퓨터의 가장 중요한 4가지 핵심부품끼리 정보를 잘 주고받을 수 있도록 해주는게

'시스템 버스'이다.

즉, 메인보드는 부품들을 연결해주는 판이고 시스템 버스는 핵심 부품끼리 잘 소통할 수 있도록 해주는 통로이다.