[컴정기] 2주차 컴퓨터 시스템의 이해

myminimin·2023년 9월 11일

원하는 결과를 얻기 위해서
입력 기능을 이용하여 데이터를 0과 1의 디지털로 변환하고
+
처리, 저장 기능을 이용하여 데이터를 처리하며
+
변환된 정보를 출력 기능을 이용하여 적절한 출력장치로 출력할 수 있는
전자적 장치 이다.

하드웨어를 작동시키는 역할을 담당하며 펌웨어, 운영체제, 응용소프트웨어로 구성됨
- 펌웨어 : 컴퓨터 시작에 필요한 S/W로 초기 작동을 제어함 (BIOS)
- 운영체제 : 하드웨어와 응용소프트웨어의 작동을 관리함 (Windows, Linux)
- 응용 소프트웨어 : 사용자가 사용하는 프로그램 (아래한글, 메신저 등)

컴퓨터 시스템의 작동원리
- 컴퓨터의 작동 과정
펌웨어<부팅(Booting)> = ROM
-> 운영체제 <동작제어> = RAM
-> 각종 응용소프트웨어 <작업 수행> = 하드디스크

RAM : 휘발성 기억 장치
ROM: 비휘발성 기억 장치 (USB)
둘의 차이는 전기의 유무

메인보드(Main Board)의 구성
- 주기억장치(RAM) : CPU가 우선적으로 접근하여 사용하는 메모리
RAM - CPU의 읽기/쓰기를 위한 메모리(명령어와 데이터 저장)
ROM - 읽기전용 메모리(부팅에 필요한 명령어 내장)
캐쉬메모리 - 일반 RAM보다 속도가 빠른 고속 RAM(CPU에 자주 쓰이는 명령어, 데이터 저장 -> 성능 높이는 역할)
- 보조기억장치 : 주기억장치 이외의 대용량의 자료를 저장하기 위한 메모리 시스템
주기억장치(ROM 제외)와는 달리 비휘발성 -> 전원이 꺼져도 자료는 보존된다 (하드디스크, DVD-ROM, CD-ROM, 플로피디스크 등)
HDD에서 SSD 방식으로 전환하는 추세

비트(Bit) : 컴퓨터의 정보 처리 단위 중에서 가장 작은 정보 단위 (8bits = 1byte)
10진법 / 2진법
- 10진법 : 일상생활에 사용하는 숫자 체계
- 2진법 : 컴퓨터 수 체계
아스키(ASCII) 코드 : 컴퓨터에서 한 글자를 컴퓨터로 표현하거나 입력하기 위해서는 그 글자가 어떤 바이트 값으로 표현되는지에 대한 정의가 필요
8bit로 구성되어, 8Bit로 256문자를 표현함
0~127 : 알파벳 표현
128~255 : 그래픽 문자 또는 알파벳 이외의 외국 문자 표현

CPU : 중앙처리장치
-> 컴퓨터의 기능을 논리적으로 표현할 때 사용
마이크로프로세서 : CPU를 Chip의 형태로 만들 때 사용하는 용어
-> 1971년 Intel사에 의해 처음 개발됨
CPU는 하나 이상의 마이크로프로세서를 사용함
-> 고성능의 컴퓨터에서는 여러 개의 마이크로프로세서를 병렬로 연결함
(많으면 많을수록 작업할 수 있는 일꾼이 많다고 생각하면 된다. 대신 발열을 잘 잡아야 한다.)
마이크로프로세서의 작동 - 머신사이클(Von Neumann 구조)
호출(Fetch)사이클: 필요한 명령어를 주기억장치에서 불러오는 사이클
해석(Decode)사이클: 호출된 명령어를 해석하는 사이클
실행(Execute)사이클: 해석된 명령어를 산술논리연산장치를 통해 실행시키는 사이클
저장(Store)사이클: 수행결과를 주기억장치에 저장하는 사이클
클럭(Clock)이 속도와 명령어 처리속도(MIPS)
- 클럭 : 1초당 진동의 반복 횟수를 재는 단위(Hz)