하드웨어란?
컴퓨터의 구조는 크게 논리적 구조와 물리적 구조로 나눌 수 있다.
하드웨어 : 컴퓨터를 구성하는 기계 장치의 총칭
프로세서, 주 기억 장치, 보조 기억 장치 등의 구성 요소와 중간에서 정보를 전달하는 bus라는 여러 개의 전선으로 서로 연결된다.
이처럼 프로세서, 명령어와 데이터를 담는 메모리와 저장 장치, 입출력 장치가 있는 기본 구조를 '폰 노이만 아키텍처(von Neumann architecture)'라고 한다.
- 버스 : 컴퓨터 내부 부품 사이, or 컴퓨터 간에 데이터와 정보를 전송하는 통로(통신 시스템)이다.
- 컴퓨터 시스템은 일반적으로 세 가지로 구성된다.
- 중앙처리장치 | 프로세서 : 산술 연산과 제어 기능 제공
- 메모리 | 주 기억 장치와 보조 기억 장치 : 기억과 저장 담당
- I/O 장치 | 키보드, 마우스, 디스플레이 등 : OS와 상호작용
컴퓨터 하드웨어의 구성
입력 장치
컴퓨터 내부에 데이터를 읽어들이기 위한 장치
EX. 마우스, 키보드, 마이크
출력 장치
데이터를 가공 처리하여 생성된 정보를 표시하는 장치
EX. 모니터, 프린터, 스피커
연산 장치
CPU에 위치하여 CPU의 기능을 보조하기 위한 보조 프로세서
EX. CPU, 그래픽카드, 사운드카드, 네트워크카드
기억 장치
프로그램 수행에 필요한 데이터, 프로그램이 처리한 정보 저장
EX. 주기억장치(RAM(휘발성), ROM(비휘발성)), 보조기억장치(HDD, SSD, CD)
제어 장치
중앙처리장치(CPU)에 위치한 장치
컴퓨터의 5대 구성요소 장치들의 동작과 주고받는 데이터의 흐름 제어
프로세서 (CPU, Central Processing Unit 중앙 처리 장치)
컴퓨터의 두뇌에 해당한다.
프로세서는 산술 연산을 하고, 데이터를 옮기며, 다른 구성 요소의 작업을 제어한다.
프로세서의 연산은 단순하지만 초당 수십억 회의 연산을 수행한다.
2.2GHz 듀얼 코어 인텔 Core i7을 구매한다. 무슨 뜻일까?
- 2.2GHz : 프로세서의 속도는 1초에 수행 가능한 연산이나 명령어의 개수를 어림잡아 측정한다. 프로세서는 기본 연산을 단계별로 수행하기 위해 내부 클록(clock)을 사용하는데, 이는 시계의 초침 이동과 비슷하다. 초당 1번 이동하는 것을 1Hz라고 한다. 즉 2.2GHz는 초당 22억 번 씩 움직인다는 의미다.
- 듀얼 코어 : 하나의 패키지에 처리 장치가 두 개 들어있다는 의미, 코어는 단독으로도 프로세서가 될 수 있지만 계산 속도 향상 및 독립적으로 작동하는 코어를 여러개 포함해서 프로세서로 쓸 수 있다. (프로세서 안에 코어는 여러 개가 올 수 있다.)
- Core i7 : 인텔의 프로세서 제품군 중 하나
- 인텔 : 프로세서 제조사 intel
주 기억 장치 (RAM, Random Access Memory 임의 접근 메모리)
컴퓨터에 저장된 정보의 내용은 프로세서에 의해 변경될 수 있다.
주 기억 장치는 현재 작업 중인 데이터뿐만 아니라 프로세서가 그 데이터로 무엇을 해야 하는지 알려주는 명령어도 저장한다.
따라서 메모리에 다른 명령어를 로드하여 프로세서가 다른 계산을 수행하도록 할 수 있다.
메모리는 CPU가 하고자 하는 일을 임시 저장하는 임시 창고같은 곳이다. 따라서 CPU는 속도가 중요하고, 메모리는 크기가 중요하다.
주 기억 장치는 컴퓨터가 실행되는 동안 정보를 저장할 장소를 제공한다.
당장 실행해야 할 것(현재 실행중인 프로그램의 데이터나 처리중인 결과) 저장
보조기억장치로부터 필요한 데이터를 받아와 적재하고 필요할 때마다 CPU에 전달
주 기억 장치는 word, browser 등 현재 활성화 된 프로그램의 명령어를 저장하고 현재 실행중인 프로그램의 데이터를 저장한다.
주 기억 장치는 'Random Access' Memory라고 부르는 이유?
프로세서가 정보에 접근할 때 메모리에 저장된 위치와 무관하게 같은 속도로 접근할 수 있기 때문이다.
메모리의 어떤 위치에 무작위로 접근하더라도 접근 속도는 거의 비슷하다.
대부분의 메모리는 휘발성이다. '즉, 전원이 꺼지면 메모리의 내용이 모두 사라진다.'
-> OS와 관련된 데이터도 모두 날아간다. 그렇다면 컴퓨터를 종료할 때 중요한 데이터를 어떻게 저장해야 할까?
-> 보조 기억 장치
메모리 용량의 의미?
메모리 용량은 클수록 좋다. why?
메모리 용량이 클수록 컴퓨팅 속도가 빠르다.
즉, 메모리가 클수록 동시에 여러 프로그램을 원활하게 사용할 수 있다.
프로세서와 기억 장치
CPU가 연산하려는 값을 저장했다가 CPU가 계산할 때 사용한다. RAM은 프로세서를 효율적으로 사용하기 위해 등장했다.
단, 컴퓨터 전원을 끄면 RAM에 저장했던 데이터는 모두 사라지고 컴퓨터를 끄더라도 데이터를 저장할 수 있도록 비휘발성 메모리 장치인 보조 기억 장치를 사용한다.
보조 기억 장치는 영구 기억 장치로 컴퓨터 전원이 꺼져도 데이터를 보관할 수 있다.
EX. 컴퓨터 실행시, 컴퓨터는 보조 기억 장치에서 OS를 불러와 실행하게 된다.
참조
1일 1로그 100일 완성 IT 지식 (저자 : 브라이언 W.커니핸)
