컴퓨터는 라틴어에서 파생됐는데요. com(함께), putus(생각하다)가 합쳐져서 computo(계산하다)가 나왔습니다. 즉, 계산자, 계산수라는 뜻입니다.
물리학 연구에는 많은 수학적 계산이 필요했는데요. 이를 위해 물리학 연구실에 단순 계산을 위한 계산원을 고용했습니다. 이 계산원을 '계산하는 사람'이라는 뜻으로 '컴퓨터'라고 불렀습니다.
컴퓨터가 이해하는 정보
컴퓨터는 0과 1로 표현된 정보만 이해합니다. '0과 1로 표현된 정보'란 데이터와 명령어를 뜻합니다.
데이터
데이터는 컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상 등과 같은 정적인 정보입니다. 데이터는 명령어를 위해 존재한다고도 할 수 있습니다.
명령어
명령어는 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보를 담고 있습니다. 데이터는 명령어 없이는 아무것도 할 수 없는 정보 덩어리일 뿐입니다.
1 + 2여기서 1과 2는 데이터, +는 명령어입니다.
물리적 구조
세상에는 다양한 종류의 컴퓨터가 있습니다. 1981년 IBM이 처음 판매한 IBM PC에서 이어져 내려오는 노트북 또는 데스크탑, macOS를 실행하는 맥, 스마트폰, 태블릿PC 등이 있습니다. 이런 컴퓨터들은 모두 다른 외관과 용도를 가지고 있습니다. 그러나 이들을 이루는 핵심 부품은 크게 다르지 않습니다.
컴퓨터의 4가지 핵심 부품
① CPU(중앙처리장치·Central Processing Unit·Processor)
② Memory(주기억장치·Main Memory)
주기억장치는 크게 두 가지로 나뉩니다. RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory). '메모리'라는 용어는 보통 RAM을 지칭합니다.
③ Storage(보조기억장치·Secondary storage)
④ I/O(입출력장치·Input/Output device)
이 4가지 핵심 부품들은 모두 메인보드의 시스템 버스에 연결되어 있습니다.
① CPU(중앙처리장치·Central Processing Unit)
CPU는 컴퓨터의 두뇌입니다. 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고 해석하고 실행합니다. CPU 내부에는 세 가지 핵심 요소가 있습니다.
CPU의 3가지 핵심 요소
① ALU(산술논리연산장치·Arithmetic Logic Unit)
계산기입니다. 계산만을 위해 존재합니다. 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산은 ALU가 도맡아 수행합니다.
② Register(레지스터)
작은 임시 저장 장치입니다. 프로그램 실행하는 데 필요한 값을 임시로 저장합니다. CPU 안에는 각기 다른 이름과 역할을 가진 여러 개의 레지스터가 있습니다.
③ CU(제어장치·Control Unit)
제어 신호(control signal)를 보내고 명령어를 해석하는 장치입니다. 제어 신호는 컴퓨터 부품을 관리하고 작동시키기 위한 전기 신호입니다. 메모리 읽기, 메모리 쓰기 등이 제어 신호입니다.
② Memory(주기억장치·Main Memory)
주기억장치는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장합니다. 프로그램이 실행되려면 반드시 주기억장치에 저장되어야 합니다. 주기억장치는 명령어와 데이터의 위치를 정돈해서 저장합니다. 이를 위해 주소(address) 개념이 사용됩니다.
Memory의 단점
① 높은 가격 탓에 저장 용량이 적습니다.
② 전원이 꺼지면 저장된 내용이 사라집니다.
③ Storage(보조기억장치·Secondary storage)
보조기억장치는 메모리의 단점을 극복합니다. HDD, SSD가 보조기억장치의 일종입니다. 주기억장치에 비해 저렴하고 저장 용량이 큽니다. 또한 전원이 꺼도 저장할 수 있습니다.
주기억장치는 현재 실행되는 프로그램을 저장하고, 보조기억장치는 보관하고 싶은 프로그램을 저장한다.
④ I/O(입출력장치·Input/Output device)
입출력장치는 키보드, 마우스 등 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치입니다.
메인보드와 시스템 버스
메인보드(main board)는 마더보드(mother board)라고도 합니다. 앞서 컴퓨터의 4가지 핵심 부품은 메인보드(main board)에 연결된다고 했습니다. 메인보드는 여러 컴퓨터 부품을 부착할 수 있는 슬롯과 연결 단자가 있습니다.
메인보드 내부에는 버스(bus)라는 통로를 통해 연결된 부품들끼리 정보를 주고 받습니다. 버스의 종류는 다양한데요. 그중 가장 중요한 버스는 시스템 버스입니다. 시스템 버스는 메인보드와 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결합니다.
시스템 버스의 3가지 버스
① 주소 버스(address bus)
주소를 주고 받습니다.
② 데이터 버스(data bus)
명령어와 데이터를 주고 받습니다.
③ 제어 버스(control bus)
제어 신호를 주고 받습니다.
참고문헌
1일 1로그 100일완성 IT지식
브라이언 W. 커니핸 지음ㅣ인사이트ㅣ2021ㅣ도서 정보
혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제
강민철 지음ㅣ한빛미디어ㅣ2022ㅣ도서 정보
