컴퓨터의 구성
컴퓨터가 가지는 구성에 대해 알아보자
컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어진다.
하드웨어 : 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치
소프트웨어 : 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어 집합
하드웨어(Hardware)
- 중앙처리장치(CPU)
- 기억장치 : RAM, HDD
- 입출력 장치 : 마우스, 프린터
소프트웨어(Software)
- 시스템 소프트웨어 : 운영체제, 컴파일러
- 응용 소프트웨어 : 워드프로세서, 스프레드시트
먼저 하드웨어부터 살펴보자
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하드웨어는 중앙처리장치(CPU), 기억장치, 입출력장치로 구성되어 있다.
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이들은 시스템 버스로 연결되어 있으며, 시스템 버스는 데이터와 명령 제어 신호를 각 장치로 실어나르는 역할을 한다.
중앙처리장치(CPU)
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인간으로 따지면 두뇌에 해당하는 부분
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주기억장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 명령어의 수행 순서를 제어함
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중앙처리장치는 비교와 연산을 담당하는 산술논리연산장치(ALU)와 명령어의 해석과 실행을 담당하는 제어장치, 속도가 빠른 데이터 기억장소인 레지스터로 구성되어있음
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개인용 컴퓨터와 같은 소형 컴퓨터에서는 CPU를 마이크로프로세서라고도 부름
기억장치
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프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치
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주기억장치와 보조기억장치로 나누어지며, RAM과 ROM도 이곳에 해당함. 실행중인 프로그램과 같은 프로그램에 필요한 데이터를 일시적으로 저장한다.
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보조기억장치는 하드디스크 등을 말하며, 주기억장치에 비해 속도는 느리지만 많은 자료를 영구적으로 보관할 수 있는 장점이 있다.
입출력장치
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입력과 출력 장치로 나누어짐.
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입력 장치는 컴퓨터 내부로 자료를 입력하는 장치 (키보드, 마우스 등)
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출력 장치는 컴퓨터에서 외부로 표현하는 장치 (프린터, 모니터, 스피커 등)
시스템 버스
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하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선
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각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로가 되어줌
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용도에 따라 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나누어짐
데이터 버스
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중앙처리장치와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로
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기억장치와 입출력장치의 명령어와 데이터를 중앙처리장치로 보내거나, 중앙처리장치의 연산 결과를 기억장치와 입출력장치로 보내는 '양방향' 버스임
주소 버스
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데이터를 정확히 실어나르기 위해서는 기억장치 '주소'를 정해주어야 함.
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주소버스는 중앙처리장치가 주기억장치나 입출력장치로 기억장치 주소를 전달하는 통로이기 때문에 '단방향' 버스임
제어 버스
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주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되기 때문에 이를 제어할 수단이 필요함
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제어 버스는 중앙처리장치가 기억장치나 입출력장치에 제어 신호를 전달하는 통로임
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제어 신호 종류 : 기억장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클락, 리셋 등
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제어 버스는 읽기 동작과 쓰기 동작을 모두 수행하기 때문에 '양방향' 버스임
컴퓨터는 기본적으로 읽고 처리한 뒤 저장하는 과정으로 이루어짐
(READ → PROCESS → WRITE)
이 과정을 진행하면서 끊임없이 주기억장치(RAM)과 소통한다. 이때 운영체제가 64bit라면, CPU는 RAM으로부터 데이터를 한번에 64비트씩 읽어온다.
공부하면서 참고한 자료 : tech-interview-for-developer(github)
