[CS] 컴퓨터 구조 (1) 컴퓨터의 핵심 부품들

컴퓨터 구조를 공부하면서 배운 내용을 정리해보자.

 

컴퓨터는 기본적으로 사람의 명령을 받아 그 명령을 수행하는 기계이다. 컴퓨터가 이해하는 정보는 데이터와 명령어가 있다.

 

-데이터

숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보, 컴퓨터와 주고 받는 혹은 내부에 저장된 정보를 데이터라고 통칭하기도 한다. 0.1만을 사용한 2진법으로 숫자와 문자를 표현한다.

 

-명령어

컴퓨터는 결국 명령어를 처리하는 기계이므로 컴퓨터를 실질적으로 움직이는 정보라고 할 수 있겠다. 위 설명한 데이터는 명령어를 위한 일종의 재료인 셈이다.

 

컴퓨터의 네 가지 핵심 부품

-CPU

 

컴퓨터의 두뇌라고 할 수 있다. 메모리에 저장된 명령어를 읽어들이고 해석하고, 실행하는 부품이다. 크게 ALU(산술연산논리장치), 제어장치, 레지스터로 이루어져있는데 ALU는 말 그대로 계산기, 제어장치는 제어신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치라고 할 수 있고 레지스터는 CPU 내부의 작은 저장 장치라고 할 수 있다. 제어 신호는 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 전기 신호로서 메모리 읽기 신호와 메모리 쓰기 신호 등이 있다. 간단하게 연산이 수행 되는 순서는 다음과 같다.

 

 1. 메모리 읽기 신호를 제어장치에서 메모리로 내보낸다.

 2. 메모리에서 데이터를 레지스터에 보낸다.

 3. 레지스터로 읽어들인 데이터를 제어장치에서 해석한다.

 4. 다른 데이터가 필요하면 다시 메모리 읽기 신호로 데이터를 가져온다.

 5. ALU에서 연산을 실행한 뒤 레지스터에 결과를 담게 된다. 

 6. 메모리 쓰기 신호로 메모리에 데이터를 저장한다.

 

-메모리(RAM)

 

메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품이다. 프로그램이 실행되기 위해서는 꼭 메모리에 저장이 되어있어야 하며 메모리는 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다. 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다. 휘발성 저장 장치이기 때문에 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다. 또 보조기억장치에 비해 비용이 비싸다.

 

-보조기억장치

메모리는 전원이 꺼지면 데이터를 잃는 휘발성 저장 장치이기 때문에 전원이 꺼져도 보관될 프로그램을 저장하는 부품이다. 즉 메모리는 실행할 정보를 저장하고 보조기억장치는 보관할 정보를 저장한다.

 

-입출력장치

컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환 할 수 있는 부품이다.

 

보조기억장치와 입출력 장치는 사실 딱 잘라 구분되는 개념이 아니라 주변장치라고 통칭하기도 한다. 다만 보조기억장치는 메모리를 보조하는 특별한 입출력 장치라고 할 수 있다.

 

 

추가

-시스템 버스 

위 네가지 부품이 정보를 주고 받는 통로이다. 주소를 주고 받는 주소버스, 명령어와 데이터를 주고 받는 데이터 버스, 제어 신호를 주고 받는 제어버스,컴퓨터의 핵심 부품을 연결하는 시스템 버스 등이 있다.

 

-메인보드

메인보드는 위 부품들이 붙어있는 판