컴퓨터 구조 + 운영체제 #01

참고 서적: 혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제 (강민철, 한빛미디어)

I. 컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유

1. 문제 해결 능력 향상

• 동일한 코드로 개발된 프로그램이 다른 환경에서는 동작하지 않는 경우가 발생한다면:
  -> 이 문제의 원인이 프로그래밍 언어의 문법은 아닐 것이다.
  -> 컴퓨터의 내부를 들여다 보면서 문제를 해결할 수 있다.

2. 성능, 용량, 비용을 고려한 개발

• 서버 컴퓨터 선정 시:
  -> 무조건 저렴한 컴퓨터나 무조건 최신 사양의 컴퓨터를 선택한다면 문제가 될 수 있다.
  -> 저렴한 컴퓨터는 성능의 문제를, 최신 사양의 컴퓨터는 고비용의 문제를 야기할 수 있다.
  -> 결과적으로, 현재 개발된 코드가 어느 정도의 성능, 용량, 비용을 가지고 있는 컴퓨터가 필요한지 개발자 스스로 판단할 수 있어야 한다.

II. 컴퓨터 구조의 큰 그림

1. 컴퓨터가 이해하는 정보

1) 데이터

• 데이터: 숫자, 문자, 미디어 파일과 같은 정적인 정보이다.
• 컴퓨터와 주고 받거나, 컴퓨터 내부에 저장된 정보를 데이터라고 통칭하기도 한다.
• 데이터는 명령어를 위한 일종의 재료라고 할 수 있다.
• 0과 1로 숫자와 (특수) 문자를 표현하는 방법에 대해 알아볼 예정이다.

2) 명령어

• 명령어: 컴퓨터를 실질적으로 움직이는 정보이다.
• 컴퓨터는 결국 명령어를 처리하는 기계라고 할 수 있다.

2. 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품

1) CPU

• Memory에 저장된 명령어를 읽고, 해석하고, 실행하는 부품이다.
• 구성 요소
  i) ALU

	산술, 논리적 연산을 하는 회로들의 모임 (즉, 계산 장치)

  ii) Register

	CPU 내부의 작은 저장 장치

  iii) Control Unit

	제어 신호를 내보내고, 명령어를 해석하는 장치
		🞸 제어 신호: 메모리 읽기 신호, 메모리 쓰기 신호 (CPU -> Memory)

2) Memory (Main Memory, 주기억 장치)

• 주기억장치인 RAM과 ROM이 해당되지만, 주로 RAM에 대해 다룰 것이다.
• 프로세스의 명령어와 데이터를 저장한다.
• 즉, 어떤 프로그램이 실행되기 위해서는 명령어와 데이터가 메모리에 저장되어 있어야 한다.

3) 보조기억 장치

• 컴퓨터의 전원이 꺼져도 보관되어야 할 프로그램을 저장하는 부품이다.
• CD ROM, HDD, SSD 등 백업용 대용량 저장 장치가 있다.
• 실행 중이지 않은 프로그램의 명령어와 데이터는 보조기억 장치에 저장되어 있다.

4) 입출력 장치

• 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 주고 받을 수 있는 장치이다.

* 메인 보드

• 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결해줄 수 있는 판 형태의 장치이다.
• 메인 보드에 연결된 부품은 버스를 통해 정보를 주고 받는다.

* 버스

• 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품이 정보를 주고 받을 수 있는 통로이다.

	🞸 시스템 버스: 컴퓨터의 핵심 부품을 연결하는 버스

• 구성 요소
  i) 주소 버스

	주소를 주고 받는 통로

  ii) 데이터 버스

	명령어와 데이터를 주고 받는 통로

  iii) 제어 버스

	제어 신호를 주고 받는 통로