컴퓨터의 구성

컴퓨터의 구성

컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어진다.

 

하드웨어 : 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치

소프트웨어 : 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어 집합

 

하드웨어

- 중앙처리장치(CPU)

- 입력장치

- 연산장치

- 제어장치

- 기억장치

- 보조기억장치

- 출력장치

-> 이들은 시스템 버스로 연결되어 있다.

-> 시스템 버스는 데이터와 명령 제어 신호를 각 장치로 실어나르는 역할을 한다.

 

소프트웨어

- 시스템 소프트웨어

  -> 운영체제, 컴파일러

- 응용 소프트웨어

  -> 프리미어프로, 포토샵

 

 

중앙 처리 장치 CPU (== 마이크로프로세서)

- 인간의 두뇌에 해당하는 가장 중요한 부분으로 컴퓨터의 모든 장치를 제어하고 명령을 실행

- 주 기억 장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고  명령어의 수행 순서를 제어함.

- CPU의 성능이 좋으면 데이터 처리 속도가 빨라짐

- 산술논리연산장치(ALU): 비교와 연산을 담당

- 제어장치: 명령어의 해석과 실행을 담당

- 레지스터: 속도가 빠른 데이터 기억장소

 

마이크로프로세서: 컴퓨터의 CPU의 기능을 한 개 또는 몇 개 이내의 집적회로에 집약

집적 회로란?

- 반도체로 만들어진 아주 작은 여러개의 회로가 한 개의 판에서 서로 떨어질 수 없는 상태로 결합하여 있는 초소형의 전자 회로

- 집적도: 한 개의 판에 모아진 여러 개의 회로의 밀도. 집적도가 높을수록 회로의 수가 많다

 

컴퓨터의 5대 기본 기능 장치

- 입력 장치

  -> 사람의 눈이나 귀의 역할을 하는 장치

  -> 키보드, 마우스, 터치패드, 스캐너, 웹캠, 마이크 등

- 연산 장치

  -> 인간이 생각하는 일을 담당

  -> 계산을 하기도 하고 서로 다른 데이터를 비교하기도 하는 실제로 일을 하는 장치

- 제어 장치

  -> 필요한 정보를 필요한 곳에 보내는 역할

  -> 옳은 계산을 할 수 있게 데이터의 흐름을 통제하는 장치

  -> 사람의 몸에 있는 신경이 뇌의 명령을 온몸에 전달하는 것과 비슷

- 기억 장치

  -> 연산 장치를 도와 정보를 저장하고 빼 쓸 수 있는 것을 도와줌

  -> 기억 장치가 많으면 많을 수록 연산 장치는 방대한 계산도 더 빠르게 할 수 있음

  -> 전원이 꺼지면 RAM의 내용은 전부 날아감

  -> 주 기억 장치에는 RAM과 ROM이 있음

  -> 보조 기억 장치는 주기억장치보다는 느리지만 많은 양을 영구적으로 저장할 수 있다. 

  -> 보조 기억 장치에는 하드디스크가 있음.

  -> ROM: 컴퓨터의 여러 장치들을 제대로 동작하게 하는 프로그램 저장되어 있음. 안전하게 저장하기 위해 새로운 정보는 저장하지 않음. 전원이 꺼져도 지우려해도 지워지지 않음.

- 출력 장치

  -> 컴퓨터가 한 일을 사용자에게 전달하는 장치

  -> 모니터, 프린터, 스피커 등

 

시스템 버스

-> 하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선

각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로가 되어줌

CPU와 메모리를 연결하는 Subsystem(교통 시스템)

용도에 따라 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나누어짐

데이터 버스

데이터: 연산된 결과와 같이 의미있는 값

중앙처리장치와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로

기억장치와 입출력장치의 명령어와 데이터를 중앙처리장치로 보내거나, 중앙처리장치의 연산 결과를 기억장치와 입출력장치로 보내는 '양방향' 버스임

주소 버스

주소: 데이터 전송을 할때 데이터가 메모리 어디에 있는지를 나타내는 위치

데이터를 정확히 실어나르기 위해서는 기억장치 '주소'를 정해주어야 함.

주소버스는 중앙처리장치가 주기억장치나 입출력장치로 기억장치 주소를 전달하는 통로이기 때문에 '단방향' 버스임

제어 버스

제어: 앞의 주소 정보와 실제 데이터가 컴퓨터 시스템안에서 어떻게 관리되고 어떤 방향으로 전송되어야 하는지 데이터 흐름을 관리

주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되기 때문에 이를 제어할 수단이 필요함

제어 버스는 중앙처리장치가 기억장치나 입출력장치에 제어 신호를 전달하는 통로임

제어 신호 종류 : 기억장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클락, 리셋 등

제어 버스는 읽기 동작과 쓰기 동작을 모두 수행하기 때문에 '양방향' 버스

 

컴퓨터는 기본적으로 읽고 처리한 뒤 저장하는 과정으로 이루어짐

(READ → PROCESS → WRITE)

이 과정을 진행하면서 끊임없이 주기억장치(RAM)과 소통한다.

이때 운영체제가 64bit라면, CPU는 RAM으로부터 데이터를 한번에 64비트씩 읽어온다.