Computer Science/컴퓨터 구조
컴퓨터 구성
녕이
2022. 1. 13. 16:38
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컴퓨터는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어진다.
- 하드웨어: 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치
- 소프트웨어: 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어 집합
하드웨어
- CPU
- Memory: RAM, HDD
- I/O Device: Mouse, Printer
- 시스템 버스로 연결되고, 데이터와 명령 제어 신호를 실어 나른다.
⚙️ CPU
프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 명령어의 수행 순서를 제어
개인용 컴퓨터와 같이 소형 컴퓨터에서는 CPU = Microprocessor
- 비교와 연산을 담당하는 ALU(Arithmetric Logic Unit, 산술 논리 연산장치)
- 명령어의 해석과 실행 담당 CU(Control Unit, 제어 장치)
- 속도가 빠른 데이터 기억 장소 Register
⚙️ Memory
프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과 저장 장치
- 주기억장치: 컴퓨터 내부에서 현재 cpu가 처리하고 있는 내용 저장. 비교적 용량이 크고 처리 속도 가 빠르다. cpu 명령에 의해 기억된 장소에 직접 접근해 읽고 쓸 수 있다. 프로그램 실행하면 보조기억장치에 저장된 데이터를 주기억장치로 불러와 cpu 가 해당 데이터를 처리하는 과정으로 실행
- RAM(Random Access Memory)
- 읽고 쓸 수 있으며 프로그램, 운영체제를 불러와 cpu가 작업할 수 있도록 하는 기억장치.
- 휘발성 메모리
- CPU와의 속도 차이를 완화시키기 위해 중간 버퍼 역할을 하는 Cache memory가 있다.
- 읽고 쓸 수 있으며 프로그램, 운영체제를 불러와 cpu가 작업할 수 있도록 하는 기억장치.
- ROM(Read Only Memory)
- 오직 기억된 데이터를 읽을 수만 있다.
- 부팅 프로그램
- 비휘발성 메모리
- 오직 기억된 데이터를 읽을 수만 있다.
- RAM(Random Access Memory)
- 보조기억장치: 물리적인 디스크가 연결되어 있는 기억장치. 주기억장치보다 느리지만 전원을 끄더라도 저장된 데이터가 사라지지 않고 영구적으로 보관할 수 있는 장치.
- HDD(Hard Disk Driver)
- 디스크를 고속으로 회전시켜 데이터 저장
- 충격에 약하고 소음 발생
- 디스크를 고속으로 회전시켜 데이터 저장
- SSD(Solid State Driver)
- 반도체 기반의 정보 저장 기억장치
- 전기적으로 데이터를 저장하기 때문에 속도가 월등히 빠르고 무소음
- 전력 소모 적고, 경량화, 소형화, 비쌈
- 반도체 기반의 정보 저장 기억장치
- HDD(Hard Disk Driver)
⚙️ 시스템 버스
: 하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선. 각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로가 되어준다.
- 데이터 버스: cpu와 다른 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로. 양방향 버스
- memory, i/o device의 명령어와 데이터 → cpu
- cpu의 연산 결과 → memory, i/o device
- memory, i/o device의 명령어와 데이터 → cpu
- 주소 버스: cpu가 다른 장치로 메모리 주소를 전달하는 통호. 단방향 버스
- 제어 버스: 주소 버스와 데이터 버스 제어. cpu가 다른 장치에 제어 신호 전달하는 통로.
- 기억장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클락, 리셋 등
- 양방향 버스
- 기억장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클락, 리셋 등
컴퓨터는 기본적으로 읽고 처리한 뒤 저장하는 과정 [READ → PROCESS → WRITE]
이를 통해 주기억장치(RAM)와 소통한다. 이때, os가 64bit라면 CPU는 RAM으로부터 데이터를 한 번에 64bit씩 읽어온다.
소프트웨어
- 시스템 소프트웨어: OS, Compiler
- 응용 소프트웨어: Photoshop, Word, SpreadSheet
⚙️ 시스템 소프트웨어
컴퓨터 시스템의 효율적인 운영과 제어를 담당하며 사용자가 컴퓨터를 편리하게 이용할 수 있도록 한다.
→ 운영체제, 컴파일러, 인터프리터, 유틸리티, 라이브러리 프로그램 등
⚙️응용 소프트웨어
응용 분야의 업무를 처리하기 위해 사용된다.
→ word, photoshop, excel 등
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