[Computer architecture] 컴퓨터 구조

📍 컴퓨터 구조를 학습해야 하는 이유

① 문제 해결 능력을 배양할 수 있음

• 컴퓨터를 미지의 대상이 아니라 분석의 대상으로서 인식하고 개발 할 수 있다.

② 성능, 용량, 비용에 대해서 고려하면서 개발 할 수 있음

📍 컴퓨터 구조의 큰 그림

컴퓨터 구조

• 컴퓨터가 이해하는 정보 : 데이터, 명령어

• 데이터
  숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보
  컴퓨터와 주고받는/내부에 저장된 정보를 데이터라고 통칭
  0과 1로 숫자or문자를 표현하는 방법(이진수)

• 명령어
  컴퓨터는 결국 명령어를 처리하는 기계
  명령어란?
  컴퓨터를 실질적으로 움직이는 정보, 데이터는 명령어를 위한 일종의 재료
  명령어의 생김새와 동작방식

• 컴퓨터의 네가지 핵심 부품 : CPU, 메모리, 보조기억장치, 입출력장치
  

• CPU
  • 메모리에 저장된 명령어를 읽어들이고 해석하고 실행하는 부품 == 컴퓨터의 두뇌
  • ALU(산술 논리장치), 제어장치(컨트롤 유닛), 레지스터로 구성

ALU : 계산기
레지스터 : CPU 내부의 작은 저장장치
제어장치 : 제어 신호를 내보내고, 명령어를 해석하는 장치
(제어신호 == 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 전기신호
ex. 메모리 읽기/쓰기 등)

• 메모리(메인 메모리, 주기억장치(RAM))
  • 현재 실행되고 있는 프로그램(프로세스)의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
  • 어떤 프로그램이 실행되기 위해서는 그 프로그램을 이루는 명령어 데이터가 메모리 안에 있어야함
  • 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있음

• 보조기억장치
  • 전원이 꺼져도 보관될 프로그램을 저장하는 부품(실행되지 않는 프로그램은 여기에 저장)
  • 메모리는 실행할 정보를 저장한다면, 보조기억장치는 보관할 정보를 저장

• 입출력장치
  • 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품
  • 보조기억장치랑 딱 잘라서 구분되는 개념은 아니지만 보조기억장치는 메모리를 보조하는 특별한 입출력장치임

• 메인보드
  • 핵심부품들을 연결할 수 있는 판
  • 메인보드에 부품들을 연결하면 '버스'라고 하는 통로를 통해서 정보를 주고받을 수 있음
  • '버스'는 컴퓨터의 부품끼리 정보를 주고받는 일종의 통로
  • 컴퓨터의 핵심 부품을 연결하는 버스 == 시스템버스

• 시스템버스
  • 주소버스 : 주소를 주고받는 통로
  • 데이터버스 : 명령어와 데이터를 주고받는 통로
  • 제어버스 : 제어신호를 주고받는 통로