[컴퓨터 구조] 기본 컴퓨터 구조

■ 컴퓨터 구조

■ 컴퓨터가 이해하는 정보 : 데이터 / 명령어

• 데이터 : 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보, 컴퓨터와 주고받는 정보, 내부에 저장되는 정보
• 명령어 : 컴퓨터를 실질적으로 움직이는 정보, 데이터는 명령어를 위한 일종의 재료

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실제로 메모리에 저장된 명령어는 0과 1로 구성된 숫자의 형태를 가진다. 이러한 형태의 명령어들의 집합을 기계어라고 한다. 개발자들은 소스 코드를 작성해서 명령어로 변환하여 프로그램을 실행한다. 컴퓨터를 동작시키는 실질적인 명령어를 어셈블리어라고 한다.

■ 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품

컴퓨터의 네 가지 핵심 부품은 CPU, 메모리(RAM), 보조기억장치, 입출력장치이다.

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(1) CPU

CPU

메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 부품이다. CPU 내부에는 ALU, 레지스터, 제어장치가 있다.

※ CPU 내부 구성

• ALU : 계산(계산을 위한 회로들의 모)
• 레지스터 : CPU 내부의 작은 저장장치, CPU 내부에 여러 개가 존재함
• 제어장치 : 제어신호*를 내보내고, 명령어를 해석하는 장치

* 제어신호 : 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 전기 신호 (e.g. 메모리 읽기 신호, 메모리 쓰기 신호)

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생각해보면 제어장치가 제어신호(메모리 읽기)로 1번의 명령어를 CPU 내부의 작은 저장장치인 레지스터로 가지고 온다. 그럼 가지고 온 데이터를 ALU가 계산한다. 계산한 값을 레지스터에 저장시킨다.

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(2) 메모리(RAM)

메모리(RAM)

현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품이다. 즉, 메모리는 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다. 프로그램이 실행되려면 메모리에 저장되어 있어야 한다. 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다.

(3) 보조기억장치

USB, SD카드, CD-ROM, 하드디스크, SSD 등이 보조기억장치이다. RAM은 보조기억장치에 비해 비싸다. 그리고 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다. 메모리는 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는데 의의가 있다면, 보조기억장치는 전원이 꺼져도 저장이 가능하다는 점에서 의의가 있다. 보조기억장치는 일반적으로 용량이 크고 값도 싸다.

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(4) 입출력장치

모니터, 마우스, 키보드 등과 같이 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품이다.

 

메인보드 컴퓨터에 부품들을 연결시켜주는 일종의 판이다. 메인보드에 연결된 부품은 버스를 통해 정보를 주고 받는다. 버스는 컴퓨터의 부품끼리 정보를 주고받는 일종의 통로인 셈이다. 다양한 종류의 버스가 있고 컴퓨터의 핵심 부품을 연결하는 버스는 시스템 버스이다.

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※ 시스템 버스 내부 구성

• 주소 버스 : 주소를 주고받는 통로
• 데이터 버스 : 명령어와 데이터를 주고받는 통로
• 제어 버스 : 제어 신호를 주고받는 통로

**해당 게시글은 강민철 강사님의 "개발자를 위한 컴퓨터공학 1:혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제"를 참고해서 작성한 게시글입니다.