혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제를 읽고 공부한 내용입니다.
컴퓨터구조의 지식
컴퓨터 구조에서 알아하는 지식은 크게 2가지이다.
컴퓨터가 이해하는 정보와 컴퓨터의 핵심 부품 4가지이다.
컴퓨터가 이해하는 정보
컴퓨터가 이해하는 정보는 말 그대로 컴퓨터가 알아 들을 수 있는 정보를 말한다.
여기서 컴퓨터가 알아 들을 수 있는 정보는 0과 1로 이루어진 정보이다.
컴퓨터는 0과 1로만 이루어진 정보만을 이해한다.
0과 1로 이루어진 정보는 2가지가 있는데
데이터와 명령어이다.
데이터는 이미지, 텍스트, 동영상 같은 정적인 정보를 의미한다.
명령어는 데이터를 움직이고 컴퓨터를 동작시키는 정보이다.
한 가지 예시로 1+3을 예시로 들면
1과 3은 데이터이고 +하기는 명령어이다.
컴퓨터의 핵심 부분 4가지
세상의 많은 컴퓨터들이 존재한다.
데스크탑, 노트복, 스마트폰 등 크기와 용량은 다르지만 여기 모두 핵심 부품 4가지를 가지고 있다.
이 4 가지는 CPU, 주 기억 장치(메모리), 입출력장치, 보조기억장치이다.
이 4가지의 역할을 알고 있으면 컴퓨터가 어떻게 작동을 하는 지 알 수 있다.
주기억장치(메모리)
- 프로그램이 실행이 되려면 프로그램의 데이터와 명령어가 메모리에 들어가야 한다.
- 데이터나 명령어의 위치를 기억하는 방법으로 주소를 이용한다.
- 메모리는 휘발성이기 때문에 전원이 꺼지면 데이터와 명령어가 사라진다.
보조 기억장치
- 메모리가 비휘발성이기 때문에 비휘발성인 보조 기억장치에 프로그램을 담아 둔다.
중앙처리장치(CPU)
- 컴퓨터의 뇌에 해당이 된다.
- 메모리의 저장된 프로그램의 데이터와 명령어를 읽고 실행하는 장치이다.
- 구성요소는 ALU, 레지스터, 제어장치가 있다.
1. ALU: 산술논리연산장치로 계산을 담당한다.
2. 레지스터: CPU에 존재하는 임시 메모리 장치이다. CPU가 메모리의 데이터와 명령어를 읽고 실행하기 위해서 데이터와 명령어를 잠시 저장하는 공간이다.
3. 제어장치: 제어신호를 보내는 장치이다. 제어신호를 통해서 메모리의 데이터와 명령어를 불러드리고 실행을 하는 역할을 한다.
입출력 장치
- 외부로 부터 결과를 보내주고 받을 수 있는 장치이다.
- 여기서 외부는 사용자를 의미한다.
- 즉, 사용자와 상호작용 할 수 있는 장치이다.
이 4가지 부품은 서로 데이터와 명령어 들을 주고 받는다.
주고 받을 수 있는 이유는 서로 이어져 있는 통로가 있다.
이 통로의 이름을 버스라고 한다.
버스에도 여러 종류에도 여러 종류가 있는데 그 중 시스템 버스가 이 4가지 부품을을 이어준다.
시스템 버스
중요 4가지 부품(ALU, CPU, 메모리, 입출력 장치)를 이어주는 통로 역할을 한다.
이 시스템 버스는 3가지로 구성이 되어 있다.
데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스 이다.
- 데이터 버스: 데이터르 주고 받는 통로이다.
- 주소 버스: 메모리의 주소 정보를 주고 받는 통로이다.
- 제어 버스: 제어 장치가 보내거나 입출력 장치에서 주는 제어 신호를 주고 받는 통로이다.
예시로 위에 사진을 가지고 왔다.
읽고자 하는 주소의 정보를 메모리에 주소 버스를 통해서 보내준다.
그리고 제어 장치에서 제어 버스를 통해서 제어 신호를 보내 준다.
그러면 메모리는 주소에 데이터나 명령어를 데이터버스를 통해서 레지스터에 보내준다.
