[컴퓨터 구조] | 컴퓨터 구조를 공부하는 이유와 컴퓨터의 구성 요소

혼자만 사용하는 프로그램을 만들 땐 성능, 용량, 비용 문제를 깊게 생각하지 않았다.

하지만 취업을 하게되면 많은 사람이 사용하는 서비스를 개발하게 되고 이러한 프로그램은 성능, 용량, 비용 문제가 중요하게 고려된다.

 

혼자 개발할 땐 입력과 출력에만 집중을 했지만, 더 나아가 컴퓨터 구조를 이해한다면

이러한 부분을 고려하며 개발할 수 있게 될 것을 기대하며 공부를 시작해보려고 한다.

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컴퓨터가 이해하는 정보에는 데이터와 명령어가 있다.

이 때 데이터란 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보를 가리킨다.

명령어는 이러한 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보이다.

 

즉, 데이터는 명령어 없이는 아무것도 할 수 없는 정보 덩어리일 뿐이다.

그래서 컴퓨터를 한 마디로 정의하면 명령어를 처리하는 기계 라고 표현할 수 있다.

 

컴퓨터는 크게 4가지로 구성되어 있다.

 

1. 중앙처리장치(CPU)
2. 주기억장치(main memory - RAM/ROM)
3. 보조기억장치(second storage)
4. 입출력장치(I/O)

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메모리(주기억장치)

현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품이다.

프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어있어야 한다.

 

컴퓨터가 빠르게 작동하기 위해서는 저장되어있는 명령어와 데이터들이 정돈되어 있어야 하며 저장되어있는 위치를 알 수 있어야 한다.

이 위치를 찾기 위해 메모리에 저장된 값들은 모두 주소를 가지고 있으며, 이 주소로 원하는 값의 위치를 알 수 있다.

 

메모리의 약점은 두가지가 있다.

 

1. 가격이 비싸 저장 용량이 적다.
2. 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다.

 

CPU(중앙처리장치)

메모리에 저장된 명령어를 읽어 들여 해석하고 실행하는 부품이다.

CPU는 크게 3가지 요소로 구성되어 있다.

 

1. 산술논리연산장치(ALU): 계산기 역할을 한다. 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산을 모두 수행한다.
2. 레지스터: 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장하는 작은 임시 저장 장치이다. CPU 내 여러개의 레지스터가 존재한다.
3. 제어장치: 컴퓨터 부품들을 관리하고 장동시키기 위한 전기 신호인 제어 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치이다.
   - 예를 들어 CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 메모리 읽기 제어 신호를, 값을 저장하고 싶을 땐 메모리 쓰기 제어신호를 보낸다.

 

보조기억장치

메모리의 약점을 보완한 저장 장치로, 저장 용량이 크고 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는다.

ex) 하드디스크, SSD, USB, DVD, CD-ROM 등

 

즉, 메모리는 현재 실행되는 프로그램을 저장하고, 보조기억장치는 보관할 프로그램을 저장한다.

 

입출력장치

컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치이다.

ex) 마이크, 스피커, 마우스, 키보드 등

 

보조기억장치도 컴퓨터 외부에 연결되어 결국 입출력장치라고 볼 순 있지만, 위 예시와 같이 일반적인 기능을 하는 것과는 다르게

메모리를 보조하는 특별한 기능을 수행하기 때문에 구분하여 생각하는 것이 좋다.

 

메인보드

위에서 설명한 핵심 부품들은 모두 메인보드라는 판에 연결된다.

메인보드에는 부품들을 부착할 수 있도록 슬롯과 연결 단자가 있다.

 

메인보드에 연결된 핵심 부품들은 시스템 버스(주소 버스 / 데이터 버스 / 제어 버스)를 통해 서로 정보를 주고받는다.

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혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제 책을 읽고 정리하였습니다.