주기억장치에는 크게 RAM(Random Access Memory)과 ROM(Read Only Memory), 두 가지가 있다. 메모리라는 용어는 보통 RAM을 지칭하고 컴퓨터의 작동 원리를 파악하기 위해 알아야 할 더 중요한 주기억장치는 RAM이다.
메모리
메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품이다. 즉, 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.
이때 메모리에는 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해 주소(address)라는 개념을 사용한다.
실제로는 모두 0과 1로 표현된다.
- 프로그램이 실행되기 위해서는 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.
- 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다.
- 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다.
CPU
CPU는 컴퓨터의 두뇌이다. CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고, 실행하는 부품이다.
산술논리연산장치(ALU)
계산기로 이해하면 쉽고 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산을 도맡아 수행한다.
레지스터(register)
CPU 내부의 작은 임시 저장 장치이다. 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장한다. CPU 안에는 여러 개의 레지스터가 존재하고 각기 다른 이름과 역할을 가지고 있다.
제어장치(Control Unit)
제어 신호(control signal)라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치이다. 여기서 제어 신호란 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 일종의 전기 신호이다.
- CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 읽기라는 제어 신호를 보낸다.
- CPU가 메모리에 어떤 값을 저장하고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 쓰기라는 제어 신호를 보낸다.
과정
- 제어장치는 1번지에 저장된 명령어를 읽어 들이기 위해 메모리에 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 보낸다.
- ① 메모리는 1번지에 저장된 명령어를 CPU에 건네주고, 이 명령어는 레지스터에 저장된다.
② 제어장치는 읽어 들인 명령어를 해석한 뒤 3번지와 4번지에 저장된 데이터가 필요하다고 판단한다.
③ 제어장치는 3번지와 4번지에 저장된 데이터를 읽어 들이기 위해 메모리에 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 보낸다.
3.
① 메모리는 3번지와 4번지에 저장된 데이터를 CPU에 건네주고, 이 데이터들은 서로 다른 레지스터에 저장된다.
② ALU는 읽어 들인 데이터로 연산을 수행한다.
③ 계산의 결괏값은 레지스터에 저장되고 계산이 끝났다면 첫 번째 명령어의 실행은 끝난다.
4.
①제어장치는 2번지에 저장된 다음 명령어를 읽어 들이기 위해 메모리에 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 보낸다.
② 메모리는 2번지에 저장된 명령어를 CPU에 건네주고, 이 명령어는 레지스터에 저장된다.
③ 제어장치는 이 명령어를 해석한 뒤 메모리에 계산 결과를 저장해야 한다고 판단한다.
④ 제어장치는 계산 결과를 저장하기 위해 메모리에 ‘메모리 쓰기’ 제어 신호와 함께 계산 결과인 220을 보낸다. 메모리가 계산 결과를 저장하면 두 번째 명령어의 실행도 끝난다.
보조기억장치
메모리는 가격이 비싸 저장 용량이 적고 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다. 메모리보다 크기가 크고 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는 메모리를 보조할 저장 장치가 보조기억장치이다.
- 하드 디스크, SSD, USB메모리, DVD, CD-ROM 등등
입출력장치
마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드처럼 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치를 의미한다.
메인보드
마더보드라고도 하고 여러 컴퓨터 부품을 연결하는 역할을 한다.
시스템 버스
네 가지 핵심 부품이 서로 정보를 주고받는 통로이다.
주소 버스(address bus)- 주소를 주고 받는 통로
데이터 버스(data bus)- 명령어와 데이터를 주고받는 통로
제어 버스(control bus)- 제어 신호를 주고받는 통로
