컴퓨터 구조

컴퓨터가 이해하는 정보

1. 데이터 : 명령어에 종속적인 정보, 명령의 대상, 명령어의 재료
   1. 0과 1로 숫자 표현
      1. 정수
      2. 실수
   2. 0과 1로 문자 표현
2. 명령어
   1. 명령어의 종류
   2. 명령어 사이클 : 명령어를 처리하는 순서

컴퓨터의 핵심 부품

1. CPU (Central Processing Unit)
   1. 정보를 읽어 들이고, 해석하고 실행하는 부품

• 산술논리연산장치(ALU, Arithmetic and Logic Unit)
  • 연산을 수행할 회로로 구성되어 있는 일종의 계산기
• 제어장치(CU, Control Unit)
  • 명령어를 해석해 제어 신호라는 전기 신호를 보내는 장치
    • 제어 신호 : CPU가 메모리 또는 입출력장치를 작동하는 하는 신호
• 레지스터(Register)
  • CPU 내부의 작은 임시 저장 장치
  • 데이터와 명령어를 처리하는 과정의 중간값을 저장
  • 여러 개의 레지스터가 존재, 각기 다른 이름과 역할을 가짐

💡 CPU가 처리하는 명령어는 반드시 레지스터에 저장되기 때문에 레지스터 값만 잘 관찰해도 프로그램이 어떻게 실행되는지 가장 낮은 단계에서 파악 가능

1. 메인 메모리(주기억장치)
   1. 하드웨어 : RAM, ROM
      1. 일반적으로 ‘(메인)메모리’라는 용어는 RAM을 지칭함
   2. 실행 중인 프로그램을 구성하는 데이터와 명령어를 저장하는 부품
   3. 메모리의 특징
      1. 주소(address) : CPU가 원하는 정보로 접근하기 위한 주소
      2. 휘발성(volatile) : 전원이 공급되지 않을 때 저장하고 있는 정보가 지워지는 특성
2. 캐시 메모리(Cashe Memory)
   1. CPU가 조금이라도 더 빨리 메모리에 저장된 값에 접근하기 위해 사용하는 저장장치
   2. CPU 안에 위치하기도 하고, CPU 밖에 위치하기도 하며, 여러 종류가 있음
3. 보조기억장치(Secondary Storage)
   1. 컴퓨터의 전원이 꺼져도 저장된 정보가 사라지지 않는 비휘발성(non-volatile) 저장장치
      1. CD-ROM, DVD, 하드 디스크 드라이브(HDD), 플래시 메모리(SSD, USB 메모리), 플로피 디스크 등
4. 입출력장치(Input/Output Device)
   1. 컴퓨터 외부에서 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치
      1. 입력 장치 : 마우스, 키보드, 마이크 등
      2. 출력 장치 : 스피커, 모니터, 프린터 등

💡 보조기억장치와 입출력 장치를 주변장치(Peripheral Device)라고 통칭하기도 함

1. 메인 보드(Main Board) or 마더 보드(Mother Board)
   1. 컴퓨터의 핵심 부품을 비슷한 여러 부품들을 연결할 수 있는 슬롯과 연결된 단자들로 구성
   2. 버스(Bus)
      1. 컴퓨터 부품들이 정보를 주고 받는 통로

◉ 저장창치의 계층 구조

• 레지스터, 메모리, 캐시 메모리, 보조기억장치
  1. CPU와 가까운 저장장치는 빠르고, 멀리 있는 저장장치는 느림
  2. 속도가 빠른 저장장치는 용량이 작고, 가격이 비쌈

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※ 참고 : 『이것이 취업을 위한 컴퓨터 과학이다 with CS 기술 면접, 강민철 저자, 한빛미디어, 2024년 08월 13일