컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유
- 컴퓨터 구조를 이해하고 있다면 문제 상황을 빠르게 진단하고 문제 해결의 실마리를 다양하게 찾을 수 있다.
미지의 대상 → 분석의 대상
- 문법만으로는 알기 어려운 성능 / 용량 / 비용을 고려하며 개발할 수 있다.
컴퓨터 구조의 큰 그림
알아야할 컴퓨터 구조
- 컴퓨터가 이해하는 정보
- 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품
컴퓨터가 이해하는 정보
컴퓨터는 0과 1로 표현된 정보만을 이해한다. 이러한 정보는 두 종류가 있다.
- 데이터
컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보 - 명령어
데이터를 움직이고 실질적으로 컴퓨터를 작동시키는 정보
컴퓨터의 4가지 핵심 부품
- 중앙처리장치 - CPU(Central Processing Unit)
- 주기억장치 - 메모리(main Memory)
- 보조기억장치(secondary storage)
- 입출력장치 - I/O(input/output device)
1. 가장 큰 사각형은 메인보드이다.
2. 메인보드 안에 시스템 버스(양방향 수직 화살표)가 있다.
3. CPU 내부에는 ALU(산술논리연산장치), 제어장치, 여러 레지스터가 있다.
4. 메모리는 메인보드 내 시스템 버스와 여결되어 있다.
5. 보조기억장치는 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있다.
6. 모니터, 키보드, 마우스 등은 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있다. 이들은 입출력장치라고 부른다.
# 메모리
: 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품.
컴퓨터가 빠르게 작동하기 위해 메모리 솎 명령어와 데이터가 정돈되어 있어야 하며, 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해 주소adress 라는 개념이 사용된다.
- 프로그램이 실행되기 위해서는 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.
- 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다.
- 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다.
# CPU
: 메모리에 저장된 값을 읽고, 해석하고, 실행하는 장치.
구성 요소
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산술논리연산장치ALU: Arithmetic Logic Unit
: 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산을 수행한다. -
레지스터register
: CPU 내부의 작은 임시 저장 장치.
각기 다른 이름과 역할을 가진 여러 레지스터가 존재하며 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장한다. -
제어장치CU: Control Unit
: 제어 신호control signal(컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 일종의 전기 신호) 라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치.
메모리 읽기 / 메모리 쓰기 제어 신호를 보내 작업을 수행한다.
# 보조기억장치
: 메모리보다 크기가 크고 전원이 꺼져도 내용을 잃지 않는 메모리를 보조하는 저장 장치
- 종류: 하드 디스크, SSD, USB 메모리, DVD, CD-ROM
# 입출력장치
: 마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드처럼 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치
Note.
보조기억 장치는 관점에 따라 입출력장치로 보고 이 둘을 주변장치라고 통칭하기도 한다. 다만 메모리를 보조한다는 특별한 기능을 수행하는 입출력장치며, 대부분의 경우 둘을 구분하기는 한다.
# 메인보드와 시스템 버스
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메인보드(=마더보드mother board)
: 여러 컴퓨터 부품들을 부착할 수 있는 슬롯과 연결 단자가 있다. -
시스템 버스system bus
: 메인 보드에 연결된 장치들이 정보를 주고 받는 통로인 버스bus 중 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스.- 구성 요소
- 주소 버스address bus : 주소를 주고 받는 통로
- 데이터 버스data bus : 명령어와 데이터를 주고 받는 통로
- 제어 버스control bus : 제어 신호를 주고받는 통로
