🧠 컴퓨터 구조

1️⃣ 컴퓨터가 이해하는 정보

컴퓨터는 사람이 사용하는 문자나 그림이 아니라 이진수(0과 1) 형태의 정보를 이해한다.
컴퓨터가 다루는 정보는 크게 두 가지로 나뉜다.

구분	설명
데이터(Data)	숫자, 문자, 이미지, 소리 등 컴퓨터가 처리하는 모든 대상
명령어(Instruction)	데이터를 처리하는 방법을 지시하는 정보 (예: 더하기, 저장하기 등)

➡️ 명령어와 데이터는 모두 메모리에 저장되어 CPU가 처리한다.

---

2️⃣ 컴퓨터의 4가지 핵심 부품

구성 요소	역할	예시
CPU (중앙처리장치)	명령어를 해석하고 실행	인텔 i7, AMD Ryzen
메모리 (주기억장치)	현재 실행 중인 프로그램과 데이터를 저장	RAM
보조기억장치	전원이 꺼져도 정보를 영구 저장	SSD, HDD, USB
입출력장치	사용자와 컴퓨터 간의 정보 교환	모니터, 키보드, 마우스

---

3️⃣ 컴퓨터의 전체 구조

1. 메인보드(마더보드)

   • 모든 부품을 연결하는 중심 회로판
   • 각 부품은 메인보드의 슬롯, 커넥터, 포트를 통해 연결된다.

2. 시스템 버스 (System Bus)

   • 부품들 간의 정보 통로 역할

   • 세 가지 버스로 구성됨

     버스 종류	역할
     주소 버스 (Address Bus)	데이터의 위치(주소)를 전달
     데이터 버스 (Data Bus)	실제 데이터가 이동하는 통로
     제어 버스 (Control Bus)	읽기·쓰기 등 제어 신호를 전달

3. CPU 내부 구성

   • ALU (산술논리연산장치) : 더하기, 빼기, 논리 연산(AND, OR 등) 수행
   • 레지스터 : 연산에 필요한 값을 임시로 저장하는 초고속 저장공간
   • 제어장치(Control Unit) : 명령어를 해석하고 필요한 제어 신호를 보냄

   ➕ CPU 내부의 모든 동작은 시스템 클록(Clock) 신호에 맞춰 일정한 속도로 수행됨.

---

💾 메모리 (주기억장치)

• 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리(RAM) 에 올라와야 한다.
• CPU는 명령어를 메모리에서 한 줄씩 읽어와 실행한다.
• 각 데이터는 고유한 주소(Address) 를 가지고 있어 CPU가 정확히 찾아갈 수 있다.

특징	설명
휘발성	전원이 꺼지면 내용이 사라진다.
접근 속도	매우 빠르며, CPU와 직접 연결되어 있음
단위	Byte(1바이트 = 8비트) 단위로 주소가 매겨짐

🧩 CPU ↔ 메모리 데이터 이동 과정

1. CPU가 읽고자 하는 메모리 주소를 주소 버스로 보냄
2. 제어 버스를 통해 ‘읽기(Read)’ 신호 전송
3. 해당 주소의 데이터가 데이터 버스를 통해 CPU로 전달됨

---

⚙️ CPU (중앙처리장치)

컴퓨터의 두뇌 역할을 하며, 명령어 해석 → 실행 → 제어 의 과정을 담당한다.

구성 요소	역할
ALU	산술 및 논리 연산 수행 (더하기, 비교, 논리곱 등)
레지스터	임시 데이터 저장 (가장 빠른 메모리)
제어장치	명령어를 해석하고 각 장치에 제어 신호를 전달

🧭 CPU 동작 단계 (명령어 사이클)

1. 인출(Fetch) – 메모리에서 명령어를 가져옴
2. 해석(Decode) – 제어장치가 명령어를 분석
3. 실행(Execute) – ALU가 연산 수행 또는 데이터 이동
4. 저장(Store) – 결과를 레지스터나 메모리에 저장

---

🗃️ 보조기억장치

종류	특징
HDD	자기디스크 기반, 용량 크고 가격 저렴, 속도 느림
SSD	반도체 기반, 속도 빠름, 전력 소비 적음
USB / SD카드	이동식 저장매체, 휴대성 우수

• 비휘발성이라 전원이 꺼져도 데이터가 유지된다.
• 프로그램이나 파일은 실행 시 보조기억장치 → 메모리 → CPU 순으로 이동한다.

---

🖥️ 입출력장치 (I/O Device)

• 외부 세계와 컴퓨터 내부를 연결하는 다리 역할
• 입력장치(Input) : 키보드, 마우스, 마이크, 스캐너
• 출력장치(Output) : 모니터, 프린터, 스피커

➡️ CPU와 입출력장치는 입출력 포트(I/O Port) 또는 디바이스 컨트롤러를 통해 연결된다.

---

🧩 전체 흐름 요약 (데이터 이동 경로)

1. 프로그램은 보조기억장치에 저장되어 있다.
2. 실행 명령이 내려지면 프로그램이 메모리로 올라온다.
3. CPU가 메모리에 있는 명령어를 읽고 실행한다.
4. 결과는 다시 메모리나 보조기억장치로 저장되거나, 입출력장치를 통해 표시된다.

---

📚 정리 요약

항목	핵심 요약
CPU	명령어 해석 및 실행 (ALU + 제어장치 + 레지스터)
메모리	실행 중인 명령어·데이터 저장 (휘발성)
보조기억장치	영구 저장 (비휘발성)
입출력장치	외부와 정보 교환
시스템버스	주소/데이터/제어 신호를 전달하는 통로

---