먼저 컴퓨터는 크게 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 이렇게 3가지로 나뉜다.

하드웨어

컴퓨터 시스템이 작동하는데 필요한 물리적 구성요소로 손으로 만질수 있다.
입력, 연산, 제어, 기억, 출력기능을 구현한다.

• 중앙처리장치(CPU), 주기억장치(메모리(RAM,ROM)), 보조기억장치(HDD, SSD), 입출력장치(입력장치:마우스, 키보드 등, 출력장치:모니터, 스피커, 프린터 등)

1.메모리(주기억장치)

컴퓨터가 이해하는 정보는 명령어와 데이터이다. 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다. 즉, 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.

• 프로그램이 실행되기 위해서는 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.
• 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다.
• 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다.
  RAM은 CPU의 '개인작업공간' 역할을 한다.컴퓨터의 처리속도를 높이기 위해 보조기억장치로부터 작업에 필요한 데이터뭉치를 한번에 주기억장치로 보내서 CPU는 주기억장치 안에서만 작업을 한다. (전원이 끊기면 내용은 지워진다.)
  ROM은 전원이 끊겨도 내용이 보존된다. 그래서 컴퓨터 부팅시 자동으로 수행되는 명령어들을 저장해둔다.

2.CPU(중앙처리장치)

CPU는 컴퓨터의 두뇌. CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고, 실행하는 부품이다.

CPU 내부 구성 요소 중 가장 중요한 세 가지는 산술논리연산장치(ALU), 레지스터(register), 제어장치이다.

• ALU는 쉽게 말해 계산기다. 계산만을 위해 존재하는 부품이다. 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산은 ALU가 도맡아 수행한다.

• 레지스터는 CPU 내부의 작은 임시 저장 장치다. 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장한다. CPU 안에는 여러 개의 레지스터가 존재하고 각기 다른 이름과 역할을 가지고 있다.

• 제어장치는 제어 신호(control signal)라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치다. 여기서 제어 신호란 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 일종의 전기 신호다.

  • CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 읽기라는 제어 신호를 보낸다.
  • CPU가 메모리에 어떤 값을 저장하고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 쓰기라는 제어 신호를 보낸다.

시스템버스

하드웨어 4가지들은 모두 메인보드라는 판에 연결된다. 메인보드에 연결된 부품들이 서로 정보를 주고 받
을 때 시스템버스를 통해 연결된다.
시스템 버스는 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구성되어 있다.
주소 버스(address bus)는 주소를 주고받는 통로, 데이터 버스(data bus)는 명령어와 데이터를 주고받는 통로, 제어 버스(control bus)는 제어 신호를 주고받는 통로

• CPU가 메모리를 읽을 때 ① 제어 버스로 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 내보내고, ② 주소 버스로 읽고자 하는 주소를 내보낸다. ③ 그러면 메모리는 데이터 버스로 CPU가 요청한 주소에 있는 내용을 보낸다.
• 메모리에 데이터를 저장할 때 ① CPU는 데이터 버스를 통해 메모리에 저장할 값을, ② 주소 버스를 통해 저장할 주소를, ③ 제어 버스를 통해 ‘메모리 쓰기’ 제어 신호를 내보낸다.

CPU 동작 예시

[메모리] 1번지 : 더하기, 3번지와 4번지를. 2번지: 저장, 연산결과. 3번지: 10. 4번지: 20
1. 제어장치는 1번지에 저장된 명령어를 읽어 들이기 위해 메모리에 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 보낸다.
2. ① 메모리는 1번지에 저장된 명령어를 CPU에 건네주고, 이 명령어는 레지스터에 저장.
② 제어장치는 읽어 들인 명령어를 해석한 뒤 3번지와 4번지에 저장된 데이터가 필요하다고 판단한다.
③ 제어장치는 3번지와 4번지에 저장된 데이터를 읽어 들이기 위해 메모리에 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 보낸다.

3. ① 메모리는 3번지와 4번지에 저장된 데이터를 CPU에 건네주고, 이 데이터들은 서로 다른 레지스터에 저장된다.
   ② ALU는 읽어 들인 데이터로 연산을 수행.
   ③ 계산의 결괏값은 레지스터에 저장된다. 계산이 끝났다면 첫 번째 명령어의 실행은 끝.
4. ① 제어장치는 2번지에 저장된 다음 명령어를 읽어 들이기 위해 메모리에 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 보낸다.
   ② 메모리는 2번지에 저장된 명령어를 CPU에 건네주고, 이 명령어는 레지스터에 저장.
   ③ 제어장치는 이 명령어를 해석한 뒤 메모리에 계산 결과를 저장해야 한다고 판단.
   ④ 제어장치는 계산 결과를 저장하기 위해 메모리에 ‘메모리 쓰기’ 제어 신호와 함께 계산 결과인 30을 보낸다. 메모리가 계산 결과를 저장하면 두 번째 명령어의 실행도 끝.

3.보조기억장치

메모리(주기억장치)의 단점 ①가격이 비싸 저장 용량이 적다. ②전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다.
이를 보완하기 위해 보조기억장치가 필요하다.

• 메모리가 현재 ‘실행되는’ 프로그램을 저장한다면, 보조기억장치는 ‘보관할’ 프로그램을 저장한다
• 하드 디스크, SSD, USB 메모리, DVD, CD-ROM 등이 있다.
• 컴퓨터의 '창고' 역할을 한다.
• 프로그램이나 자료를 영구적으로 기억할 수 있는 기억장치이다.
• 주기억장치에 비해 내용을 읽는 속도는 느리지만, 대용량으로 기억이 가능하다.
• 작업이 수행될 때 보조기억장치에서 주 기억장치로 정보를 보낸다.

4.입출력장치

컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치다.

입력장치

사용자가 원하는 문자, 그림, 동영상, 소리 등 원하는 데이터를 컴퓨터로 전달하는 장치이다.
종류로는 마우스, 키보드, 스캐너, 디지타이저, 마이크로폰 등이 있다.

출력장치

컴퓨터에서 처리한 결과를 빛, 소리, 인쇄 등의 방식으로 출력하는 장치이다.
종류로는 모니터, 스피커, 프린터 등이 있다.

주기억장치(메모리)는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 부품
보조기억장치는 전원이 꺼져도 보관할 프로그램을 저장하는 부품
입출력장치는 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품
시스템 버스는 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품들이 서로 정보를 주고 받는 통로

소프트웨어

컴퓨터 안에서 운용되는 프로그램, 문서라고 보면된다. 크게 시스템 소프트웨어, 응용 소프트웨어로 구분된다.

시스템소프트웨어

하드웨어를 컨트롤할 수 있는 소프트웨어로, 시스템 소프트웨어의 종류로는 운영체제(OS), 링커(linker), 로더(loader), 컴파일러(compiler), 어셈블러(assembler), 유틸리티(utility)가 있다.

응용소프트웨어

워드프로세서, 웹브라우저 등 OS위에 사용자가 사용하게 되는 프로그램이나 각종 게임 등을 응용 소프트웨어라고 한다. 이를 어플리케이션이라고도 부른다.

펌웨어

하드웨어와 소프트웨어의 특성을 동시에 가지고 있으며, 다른 소프트웨어들보다 우선적으로 하드웨어의 기본적인 동작을 제어할 수 있는 기능을 가지고 있다.
대표적으로 운영체제(OS)가 있다. 기능을 업그레이드 해야할 일이 있으면 펌웨어를 수정하여 업데이트 하기 위해 PROM 혹은 Flash에 펌웨어가 저장이 되게 한다.

가장 쉽게 예를들자면, 흔히 펌웨어 업데이트라고 하는 휴대폰 기기안의 운영체제나 컴퓨터의 소프트웨어 업데이트를 생각하면 된다.
소프트웨어가 업데이트 되면 기기의 여러가지 기능이 바뀌고, 디자인이 바뀌기도 한다.