[CS] 컴퓨터 구조의 큰 그림

컴퓨터는 0과 1로된 정보만을 이해한다.

0과 1로표현되는 정보에는 크게 두 종류가 있는데, 바로 데이터와 명령어이다.

• 컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보를 가리켜 데이터 라고한다.
• 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보를 하는 것을 명령어라고한다.
• 데이터와 명령어 중, 컴퓨터를 실질적으로 작동시키는 더 중요한 정보는 명령어이다.

즉! 명령어는 컴퓨터를 작동시키는 정보이고, 데이터는 명령어를 위해 존재하는 일종의 재료이다.

컴퓨터의 4가지 핵심 부품

컴퓨터의 핵심 부품은 중앙처리장치(CPU), 주기억장치(메모리), 보조기억장치, 입출력장치로 이루어져있다.

• 메모리
  - 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품이다.
  - 컴퓨터가 빠르게 작동하기 위해서는 메모리 속 명령어와 데이터가 중구난방으로 저장되어 있으면 안되기 때문에 저장된 명령어와 데이터의 위치가 정돈되어 있어야한다.
  - 프로그램이 실행되기 위해서는 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.
  - 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다.
  - 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다.
  

• CPU
  - CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고, 실행하는 부품이다.
  - CPU는 산술논리연사장치(ALU), 레지스터, 제어장치로 구성되어있다.
  
  
  • ALU는 계산기를 떠올리면 편하다. 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산을 수행한다.
  • 레지스터는 CPU 내부의 작은 임시 저장 장치이다. 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장한다. CPU안에는 여러개의 레지스터가 다른 이름으로 존재한다.
  • 제어장치는 제어신호라는 전기신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치이다.
    - CPU가 메모리에 저장된 값을 읽을 땐? 메모리읽기
    - CPU가 어떤 값을 저장하고 싶을 땐? 메모리쓰기

• 보조기억장치
  - 메모리보다 크기가 크고 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는 메모리를 보조할 저장장치를 보조기억장치라 한다.
  - 하드 디스크, SSD, USB, DVD 등과 같은 저장장치가 보조기억장치의 일종이다.
  - 컴퓨터 전원이 꺼져도 컴퓨터에 파일이 남아있는 이유는 우리가 파일을 보조기억장치에 저장했기 때문이다.
  
  

• 입출력장치
  - 마이크, 스피커, 프린터, 마우스 등 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치를 말한다.
  - 보조기억장치와 입출력장치를 통틀어 주변장치라 통칭하기도 한다. 다만, 마우스, 모니터 등과 같은 일반적인 입출력장치에 비해 보조기억장치는 메모리를 보조한다는 특별한 기능을 수행하는 입출력장치이다.

메인보드와 시스템 버스

• 위에 설명한 핵심 부품들은 모두 메인보드(마더보드)라는 판에 연결된다.
• 메인보드에 연결된 부품들은 서로 정보를 주고받는데, 이는 메인보드 내부에 버스라는 통로가 있기 때문이다. 컴퓨터 내부에는 다양한 종류의 버스가 존재한다. 여러 버스 가운데 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스는 시스템 버스이다.
  
  
  - 시스템 버스는 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구성된다.
  - 주소버스는 주소를 주고받는 통로이다.
  - 데이터 버스는 명령어와 데이터를 주고받는 통로이다.
  - 제어 버스는 제어 신호를 주고받는 통로이다. CPU 구성 요소 중 하나인 제어장치는 제어 버스를 통해 제어 신호를 내보낸다.