컴퓨터 구조

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컴퓨터가 이해하는 정보

컴퓨터는 0과 1로 표현된 정보만 이해합니다. 0과 1로 표현되는 정보에는 크게 두 가지 종류가 있는데, 바로 데이터와 명령어입니다.

• 명령어: 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보
• 데이터: 컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보를 가리킴

ex) 1과 2를 더하세요. → 데이터: 1, 2 명령어: 더하세요.

컴퓨터의 4가지 핵심 부품

CPU(중앙처리장치), 메모리(주기억장치), 보조기억장치, 입출력장치

주기억장치는 크게 RAM과 ROM이 있는데, 메모리는 보통 RAM을 지칭함
RAM

• 지금 실행 중인 것들을 잠깐 올려두는 공간 (카카오톡 실행, 크롬 실행 등등)
• 컴퓨터를 끄면 내용 사라짐

ROM

• 컴퓨터나 기기 안에 기본적으로 들어있는 변하지 않는 정보(전원 켰을 때 어떻게 시작할지, 기본 부팅 정보)
• 전원을 꺼도 내용이 유지

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메모리

• 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
• 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다
• 메모리에 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해 주소를 사용한다.

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• 실제로는 0과 1로 이루어진 데이터를 저장한 것처럼 보인다.

CPU

• 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고, 실행하는 부품(컴퓨터의 두뇌)
• CPU의 내부 구성요소
  • ALU (산술논리연산장치)
    • 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산은 ALU가 도맡아 수행
  • 레지스터
    • CPU 내부의 작은 임시 저장 장치
    • 프로그램 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장
    • CPU 안에는 여러 개의 레지스터가 존재하고 각기 다른 이름과 역할을 가지고 있음
  • 제어장치
    • 제어신호라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치
      • 제어신호란 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 일종의 전기 신호
      • CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 읽기라는 제어 신호를 보냄
      • 저장하고 싶을 땐 메모리 쓰기라는 제어 신호를 보냄

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보조기억장치

메모리의 약점

1. 비싸서 저장 용량이 작다
2. 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다

크기도 크고 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는 메모리를 보조할 저장 장치가 필요한데, 그것이 보조기억장치

ex) 하드 디스크, SSD, USB 등등

입출력 장치

• 마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드 등등 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치

메인보드와 시스템 버스

메인보드

• 컴퓨터의 핵심 부품들은 모두 메인보드라는 판에 연결된다.
• 컴퓨터 부품을 부착할 수 있는 슬롯과 연결단자가 있다

버스

• 메인보드에 연결된 부품들은 메인보드 내부에 버스라는 통로를 통해 서로 정보를 주고 받음
• 다양한 종류의 통로가 있는데, 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스는 시스템 버스

시스템 버스

• 주소 버스: 주소를 주고받는 통로
• 데이터 버스: 명령어와 데이터를 주고받는 통로
• 제어 버스: 제어 신호를 주고받는 통로

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• 제어 버스로 “메모리 읽기” 제어 신호를 내보내고
• 주소 버스로 읽고자 하는 주소를 내보냄
• 메모리는 데이터 버스로 CPU가 요청한 주소에 있는 내용을 보냄

추가 주제

로그인 상태 유지하는 방법에 jwt말고 세션 방식이 있습니다

세션 방식

1. 사용자가 로그인
2. 서버가 로그인 정보를 서버 메모리/DB에 저장
3. 서버가 사용자에게 세션 ID를 줌
4. 사용자는 요청할 때마다 세션 ID를 같이 보냄
5. 서버가 세션 ID를 보고 “로그인한 사람 맞네” 확인

JWT 방식

1. 사용자가 로그인
2. 서버가 JWT 토큰 발급
3. 사용자가 토큰을 저장
4. 요청할 때마다 토큰을 보냄
5. 서버가 토큰 서명을 확인하고 로그인 여부 판단

둘의 차이는??

세션은 서버가 기억하고, JWT는 사용자가 증명서를 들고 다님

구분	세션	JWT
로그인 정보 저장 위치	서버	클라이언트 토큰 안
서버 부담	상대적으로 큼	상대적으로 작음
강제 로그아웃	쉬움	까다로움
확장성	서버 여러 대면 세션 공유 필요	서버 여러 대에서 쓰기 편함
탈취 위험	세션 ID 탈취 위험	토큰 탈취 위험