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CPU
복잡한 작업을 수행하기 위한 기초가 되는, 더하기나 빼기, 데이터의 복사 등 일련의 instruction set은 CPU에 hard coding되어 있다.
(Intel, AMD, Qualcomm 등 제조사에 의해 instruction set의 세부 구현이 다를 수 있다는 의미)
각각의 CPU는 서로 다른 socket을 통해 motherboard(회로판)와 연결되기 때문에 CPU를 고를 때는 motherboard와의 호환 여부를 확인해야 한다.
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CPU socket의 종류
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LGA(Land grid array)
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PGA(Pin grid array)
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CPU는 하는 일이 많기 때문에 과열되기 쉬우므로 Heat sink(냉각기)를 반드시 내장해야 한다.
냉각기는 CPU가 발산하는 열을 fan등의 매개체를 통해 소강시키는 역할을 한다.
CPU의 architecture는 32bit와 64bit로 나뉘는데, 이는 CPU가 효율적으로 처리할 수 있는 데이터의 양을 표시한다.
RAM(Random Access Memory)
RAM은 단기 기억 장치로 휘발성이다.
(=컴퓨터의 전원을 끄면 RAM에 저장된 데이터는 삭제된다)
CPU가 프로그램을 실행하기 위해서는 보조 기억장치에 저장된 프로그램이 RAM으로 복사되어야 한다.
RAM의 종류는 여러가지가 있는데, 가장 보편적인 것은 DRAM(Dynamic random-access memory)이다.
DRAM으로 전달된 1과 0은 각각 microscopic capacitor(콘덴서/축전기)에 전원을 공급, 차단한다.
RAM에 붙어 있는 chip들에 내장된 이 반도체들(capacitor)이 data를 저장하는 것이다.
DRAM chip과 호환되는 memory stick은 다양한 종류가 있다.
비교적 최신에 속하는 DIMM(Dual Inline Memory Module) stick은 다양한 사이즈의 pin들을 갖고 있다.
(보통은 memory stick에 적힌 RAM의 용량을 기준으로 RAM을 구매하지, RAM이 가지고 있는 DRAM chip의 개수가 몇 개인가를 주시하지는 않는다.)
DRAM의 등장 이후 RAM 제조사들은 SDRAM(synchronous DRAM)을 제조하기 시작했다.
SDRAM은 시스템의 clock speed와 동기화되어 data 처리를 더 빠르게 할 수 있게끔 한다.
가장 최신의 RAM은 DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)으로, 일반 SDRAM보다 빠르고 에너지 효율이 좋으며 용량도 더 크다.
CPU와 마찬가지로 memory(RAM) stick도 motherboard와의 호환성을 고려해야 한다.
Motherboards(메인보드)
확장카드를 추가하여 기능을 확장할 수 있으며, 컴퓨터 구성 요소끼리 서로 통신할 수 있도록 해준다.
Chipset
컴퓨터의 구성 요소들이 서로 어떻게 통신하는지를 결정한다.
motherboard의 chipset은 두 chip으로 구성된다.
Chipset은 motherboard의 핵심 구성요소로, CPU와 RAM그리고 peripherals(주변장치)들의 data를 관리한다.
Northbridge
RAM과 video card 같은 부품들을 서로 연결한다.
최신 CPU에서는 northbridge가 CPU안에 통합되어 있는 경우도 있다.
Southbridge
hard drive나 USB와 같이 data를 입출력하는 input/output controller들을 관리한다.
Expansion slots
Give us the ability to increase the functionality of our computer.
PCI(Peripheral Component Interconnect) Express
expansion slot의 표준
PCIE bus는 motherboard의 slot처럼 생겼고, PCIE base expansion card는 더 작은 회로판처럼 생겼다.
Form factor
motherboard의 가장 일반적인 Form factor는 ATX(Advanced Technology eXtended)이다.
데스크탑에서는 일반적으로 full sized ATX를 사용한다.
ATX의 대체재로는 ATX보다 훨씬 작은 ITX(Information Technology eXtended)가 있다.
인텔의 NUC(Next Unit Computing)은 mini-ITX, nano-ITX, pico-ITX, 세 종류의 ITX board를 사용한다.
Form factor에 따라서 사용하는 expansion slot도 달라진다.
Peripherals
Anything that you connect to your computer externally that adds functionality.(like a mouse, keyboard, and monitor)
USB(Universal Serial Bus)
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USB 2.0(검은색)
Transfer speeds of 480 Mb(megabit)/s
(MB가 megabyte) -
USB 3.0(파란색)
Transfer speeds of 5 Gb()/s
(GB가 gigabyte) -
USB 3.1(청록색)
Transfer speeds of 10 Gb/s
(GB가 gigabyte)
Display
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DVI
DVI cables generally just output video
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HDMI
outputs both video and audio.
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DisplayPort
outputs audio and video
Type C connector
In addition to audio and video, USB type C can also do data transfer and power.
Storage
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bit : data storage의 최소 단위
2진수 하나를 저장할 수 있는 단위
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byte : 8bits
byte하나에 문자, 숫자 혹은 symbol(부호) 하나를 저장할 수 있다.
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kilobyte : 1,024 bytes
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megabyte : 1,024 kilobytes
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gigabyte : 1,024 megabytes
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terabyte : 1,024 gigabytes
Hard drive
Hard disk drives(HDD)
HDD는 platter와 arm으로 구성되어 있으며, 회전하는 platter에 arm이 접근해 데이터를 읽고 쓰는 방식으로 작동한다.
이렇듯 물리적으로 움직이는 부품들로 구성되어 있기 때문에 손상될 가능성 또한 높다
Hard drive가 시스템과 상호 작용하기 위해 필요한 인터페이스가 몇 가지 있다.
그 중 가장 일반적인 것이 ATA로, 그 중 사실상 오늘날의 HDD의 표준인 것이 데이터 전송에 하나의 케이블을 사용하는 serial ATA(SATA)이다.
컴퓨터에 SATA를 장착할 때 전원을 끌 필요가 없다(=hot swap이 가능하다)
NVM Express(NVMe)
SATA로 인해 속도의 향상을 이루어냈지만 여전히 SSD에 비해 느렸기에 NVM Express(NVME)라는 새로운 인터페이스 표준이 만들어졌다.
HDD를 cable을 통해 컴퓨터에 연결하는 것이 아니라 expansion slot에 장착하여 데이터 처리량을 높여 효율성을 증대시키는 방식이다.
Revolution Per Minute(RPM)
platter가 회전하는 속도(=HDD에서 데이터에 접근하는 속도)
Solid state drive(SSD)
HDD와는 달리 움직이는 부품들로 구성되어 있지 않고, microchip에 데이터를 저장하기 때문에 안전성이 훨씬 높은 저장장치이다.
Power Supplies
이 파트는 다시 들을 필요가 있을 듯
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Direct Current(DC) voltage
(직류전압)단방향으로 흐르는 전류
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Alternating Current(AC) voltage
(교류전압)끊임없이 전류가 흐르는 방향이 바뀌는 것
컴퓨터는 DC voltage를 사용하기 때문에 전력 회사에서 공급하는 AC voltage를 변환할 필요가 있고, 그 역할을 power supply가 수행하는 것
구체적으로는 전원에서 흘러들어온 AC voltage를 컴퓨터로 전송할 수 있는 저전압의 DC로 변환하는 것이다.
amperage
암페어로 측정된 전류의 세기
wattage
The amount of volts and amps that a device needs.
Mobile Devices
모바일 기기도 일반 컴퓨터와 마찬가지로 CPU, RAM, Storage, Power Systems, peripherals을 가지고 있다.
모바일 기기는 작기 때문에 많은 구성품들이 통합되어 있다.
System on a Chip(SoC)
CPU, RAM, 경우에 따라서는 storage까지 하나의 chip에 내장하는 것.
이렇게 구성품들이 통합되어 있기에 크기가 작아질 뿐 아니라, 배터리 전력도 덜 소모할 수 있게 된다.
Batteries and Charging Systems
Charge cycle
One full charge and discharge of a battery
BIOS(Basic Input Output Services/Drivers)
A low-level software that initializes our computer's hardware to makesure everything is good to go.
키보드, 웹캠, 프린터 등의 외부 기기와 CPU가 상호작용할 수 있게끔 해주는 프로그램
즉, 바이오스는 컴퓨터의 하드웨어들을 초기화하고 OS를 실행시키는 소프트웨어인 것
일반적인 프로그램과는 달리 BIOS는 hard drive가 아닌 motherboard의 ROM(read only memory) chip에 저장된다.
RAM과 달리 ROM은 비휘발성 메모리이다.
OS가 메모리에 올라오면, hard drive에 저장된 driver를 메모리에 올려 부수 기기들과 연결할 수 있다.
UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)
오늘날에는 BIOS의 대체제로 UEFI가 존재한다.
최신 하드웨어와의 호환을 더 잘 지원한다.
POST(Power On Self Test)
컴퓨터를 부팅했을 때 BIOS는 POST를 실행하여 모든 하드웨어가 정상 동작하고 있는지를 테스트한다.
그런데 이 단계에서 문제가 발생하면, 아직 BIOS가 video driver를 포함한 어떤 하드웨어도 초기화하지 못한 상태이기 때문에 화면에 디스플레이할 방법이 없다.
그래서 문제를 식별할 수 있도록 일련의 삐 소리를 출력하는 것
(컴퓨터가 정상적으로 부팅되었을 경우 한 번의 삐 소리만이 들리게 되고, 두 번의 삐 소리가 들린다면 POST과정에서 error가 있다는 의미이다)
삐 소리가 의미하는 바는 motherboard manual에서 확인할 수 있다.
내장 스피커가 없는 컴퓨터의 경우 삐 소리가 나지 않는다
CMOS battery
motherboard에 장착되어 있는 battery로, 컴퓨터를 부팅하는데 필요한 기본 정보(날짜, 시간, 부팅 방식)를 저장한다.
Reimaging(포맷)
Reimaging은 OS를 제거하고 재설치하는 것을 의미한다.
이는 USB나 CD ROM같은 외부 기기, 혹은 네트워크로 접근할 수 있는 서버를 통해 이루어진다.
이때 BIOS에게 어떤 외부 기기를 사용해서 부팅할 것인지를 지정해줘야 한다.
