하드웨어의 구성
컴퓨터는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit), 메인메모리(주기억장치), 입출력장치, 보조기억장치 로 구성된다.
컴퓨터로 하는 작업은 대부분 CPU와 메인메모리의 협업으로 이루어지기 때문에 필수 장치로 분류된다.
CPU는 명령어를 해석하여 실행하는 장치로, 인간으로 치면 두뇌에 해당하고, 메모리는 작업에 필요한 프로그램과 데이터를 저장하는 장소이다.
메인메모리는 전력이 끊기면 데이터를 잃어버려 데이터를 영구히 보관하려면 하드디스크나 USB 메모리등을 사용해야 하는데 이런 이유로 메인 메모리를 주기억장치, 하드디스크나 USB를 보조기억장치로 부른다.
입력장치는 외부의 데이터를 컴퓨터에 입력하는 장치로, 초기에는 천공카드였으나, 키보드, 마우스, 스캐너 등이 있다.
출력장치는 컴퓨터에서 처리한 결과를 사용자가 원하는 형태로 출력하는 장치로 프린터, 모니터, 스피커 등이 있다.
이러한 다양한 장치들은 메인보드라고 불리는 커다란 판에서 버스라고 불리는 일정한 규칙에 따라 각 장치에 데이터를 전송하는 역할을 하는 선의 집합으로 연결된다.
폰노이만 구조(von Neumann architecture)
오늘날의 컴퓨터는 대부분 미국의 수학자가 폰노이만이 정의한 구조를 따르는데 그 구조는
CPU, 메모리, 입출력장치, 저장장치가 버스로 연결되어 있는 구조를 말한다.
즉 하드웨어는 그대로 둔 채 작업을 위한 프로그램만 교체하여 메모리에 올리는 방식이다.
폰노이만 구조에서 가장 중요한 특징은
모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있다 라는 것이다.
하드웨어 사양 관련 용어
- 클록(clock)
CPU 속도와 관련된 단위로 CPU가 작업을 할 때 일정한 박자가 있는데, 이 박자를 만들내는 것이 클록이다. 클록이 일정 간격으로 틱(tick)을 만들면 거기에 맞추어 CPU 안의 모든 구성 부품이 작업을 한다.
틱은 펄스 또는 클록틱이라고 부르며 버스에는 여러 개의 부품이 연결되어 있는데, 메인보드의 클록이 틱을 보낼 때마다 데이터를 보내거나 받는다.
- 헤르츠(Hz)
클록틱이 발생하는 속도를 나타내는 단위이다. 위 그림의 경우 1.47GHZ 라면 1초에 클록틱이 (1.47 * 10의 8승) 번 발생하여 CPU가 1초에 약 14.7억 번의 연산을 할 수 있음을 뜻한다.
버스도 클록틱에 맞추어 데이터를 전송하기 때문에 메인보드의 성능도 클록으로 표시한다.
- 시스템 버스와 CPU 내부 버스
시스템 버스(system bus)는 메모리와 주변장치를 연결하는 버스로 FSB(Front-Side Bus), 전면 버스라고 한다.
CPU 내부 버스는 CPU 내부 버스에 있는 장치를 연결하는 버스로 BSB(Back-Side Bus), 후면 버스라고 한다. CPU 내부 버스의 속도는 CPU의 클록과 같아서 시스템 버스보다 훨씬 빠르다.
CPU는 CPU 내부 버스의 속도로 작동하고, 메모리는 시스템 버스의 속도로 작동하기 때문에 두 버스의 속도 차이로 인해 작업이 지연되는 문제가 있다.
참조 한 책 및 사이트
쉽게 배우는 운영체제
https://www.google.com/search?q=%ED%95%98%EB%93%9C%EC%9B%A8%EC%96%B4+%EA%B5%AC%EC%84%B1&tbm=isch&ved=2ahUKEwi83Ya-qKSBAxXwZfUHHXBJCv8Q2-cCegQIABAA&oq=%ED%95%98%EB%93%9C%EC%9B%A8%EC%96%B4+%EA%B5%AC%EC%84%B1&gs_lcp=CgNpbWcQAzIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgUIABCABDIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgYIABAFEB4yBggAEAUQHjIGCAAQBRAeMgYIABAFEB4yBggAEAgQHjoICAAQgAQQsQM6BAgAEAM6CAgAELEDEIMBUIkDWNsYYKgZaAVwAHgEgAFniAHJCpIBBDE1LjGYAQCgAQGqAQtnd3Mtd2l6LWltZ7ABAMABAQ&sclient=img&ei=7PP_ZLy3N_DL1e8P8JKp-A8&bih=1010&biw=1857#imgrc=qBs_1U-hUrmL1M