📚 혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제
Chapter 01을 학습하고 정리한 내용입니다.
1. 컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유
- 문제 해결 능력 향상 🔍
- 문제 상황을 보다 빠르게 진단하고, 문제 해결의 실마리를 다양하게 찾을 수 있다.
- 이러한 역량은 실무에 꼭 필요하며, 많은 기업들이 컴퓨터 구조에 대한 깊은 이해를 가진 개발자를 선호한다.
- 성능 · 용량 · 비용을 고려한 개발 ⚙️
- 프로그래밍 문법만으로는 이해하기 힘든 영역이다.
- 코드가 하드웨어 위에서 어떻게 실행되는지 파악하면 문제 해결 능력을 확장할 수 있다.
2. 컴퓨터 구조의 큰 그림
2-1. 컴퓨터가 이해하는 정보
컴퓨터는 0과 1로 표현되는 정보만 이해한다.
| 구분 | 설명 |
|---|---|
| 데이터 | 숫자, 문자, 이미지 같은 정적인 정보 |
| 명령어 | 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보 |
2-2. 컴퓨터의 4가지 핵심 부품
- 중앙처리장치 (CPU)
- 주기억장치 (메모리) — RAM과 ROM
- 보조기억장치
- 입출력장치
3. 핵심 부품 살펴보기
3-1. 메모리 (주기억장치)
- 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
- 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.
- 메모리에 저장된 값의 위치는 주소(Address) 라는 개념을 통해 알 수 있다.
3-2. CPU (중앙처리장치)
컴퓨터의 두뇌 역할 🧠
메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고 → 해석하고 → 실행하는 부품이다.
CPU의 내부 구성 요소
| 구성 요소 | 역할 |
|---|---|
| 산술논리연산장치 (ALU) | 계산기 역할 |
| 레지스터 | CPU 내부의 작은 임시 저장 장치. 프로그램 실행에 필요한 값들을 임시 저장하며, 여러 개가 존재하고 각기 다른 이름과 역할을 가진다. |
| 제어장치 | 제어 신호라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치 |
CPU와 메모리의 상호작용
- 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 때 →
메모리 읽기제어 신호를 보냄 - 메모리에 어떤 값을 저장하고 싶을 때 →
메모리 쓰기제어 신호를 보냄
3-3. 보조기억장치
메모리는 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는데 가격도 비싸다.
- 메모리보다 저장 용량이 크고, 전원이 꺼져도 내용이 휘발되지 않는다.
- 예시 :
HDD,SSD,USB등
| 구분 | 메모리 (RAM) | 보조기억장치 |
|---|---|---|
| 휘발성 | 휘발됨 ⚡ | 휘발되지 않음 💾 |
| 용량 대비 가격 | 비쌈 | 저렴함 |
| 역할 | 실행 중인 프로그램 저장 | 보관할 프로그램 저장 |
3-4. 입출력장치
- 마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드처럼 컴퓨터 외부에 연결되어 내부와 정보를 교환하는 장치
- HDD 같은 보조기억장치도 넓은 의미에서 입출력장치로 볼 수 있다.
4. 메인보드와 시스템 버스
- 컴퓨터의 핵심 부품들은 메인보드에 연결되어 있다.
- 메인보드 내부의 버스(Bus) 라는 통로를 통해 부품들이 서로 정보를 주고받는다.
- 그중 4가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스가 시스템 버스다.
시스템 버스의 구성
| 버스 종류 | 역할 |
|---|---|
| 주소 버스 | 주소를 주고받는 통로 |
| 데이터 버스 | 명령어와 데이터를 주고받는 통로 |
| 제어 버스 | 제어 신호를 주고받는 통로 |
📌 오늘의 정리
- 컴퓨터는 0과 1로 표현된 데이터와 명령어만 이해한다.
- 핵심 부품 4가지 : CPU, 메모리, 보조기억장치, 입출력장치
- CPU는 ALU + 레지스터 + 제어장치로 구성된다.
- 프로그램은 실행되려면 반드시 메모리에 올라와야 한다.
- 부품들은 메인보드의 시스템 버스(주소/데이터/제어 버스) 를 통해 소통한다.
뭘봐