컴퓨터 구조

📌 컴퓨터가 이해하는 정보

👉 데이터

• 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보
• 컴퓨터와 주고받는 내부에 저장된 정보
• 0과 1로 숫자를 표현하는 방법
• 0과 1로 문자를 표현하는 방법

👉 명령어

• 컴퓨터는 명령어를 처리하는 기계
• 컴퓨터를 실질적으로 움직이게 하는 정보
• 데이터는 명령어를 위한 일종의 재료

 

📌 컴퓨터의 핵심 부품

💻 CPU(중앙처리장치)

• 메모리에 저장된 값을 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 장치
• CPU 내부에는 ALU, 레지스터, 제어장치가 있다.
• ALU : 계산기, 산술/논리 연산 장치로 산술 연산 및 논리 연산을 수행할 수 있다.
• 레지스터 : 임시 저장 장치, 데이터를 일시적으로 CPU 내부에 저장할 공간을 의미한다.
• 제어 장치 : 제어 신호를 내보내고, 명령어를 해석하는 장치
• 제어 신호 : 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 전기 신호

💻 GPU

• 그래픽 관련 연산을 빠르게 처리하는 연산 장치이다.
• 인공지능, 고화질 게임, 무인 자동차 등에서 많이 쓰이며 컴퓨터 그래픽/영상 처리에 유용하게 활용된다.

💻 메인 메모리

• 주기억장치라고도 불린다.
• 전원이 사라지면 저장된 내용도 사라지는 휘발성 메모리이다.
• 프로그램이 실행되기 위해서는 메모리에 저장되어 있어야 한다.
• 메모리는 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다.
• 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다.

💻 보조기억장치

• 전원이 꺼져도 보관될 프로그램을 저장하고 저장 용량이 크다.
• 메인 메모리보다 속도가 느리다는 단점이 있다.
• 하드 디스크 : 전통적으로 많이 사용된 보조기억장치이다. 큰 용량의 프로그램을 장기간 저정하여 효과적으로 사용할 수 있다.
• SSD : 하드 디스크보다 빠르고 전력 소비가 적지만, 기대 사용 수명이 짧다. 최근에는 대용량 조건을 만족하게끔 개선되어 많이 쓰이고 있다. 

💻 입출력장치

• 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품 (마우스, 키보드 등…)

💻 메인보드

• 다양한 물리적인 장치를 장착할 수 있는 인쇄회로기판(PCB)이다.
• 컴퓨터의 CPU, 메인 메모리, 하드 디스크(보조기억장치) 등을 장착한다.
• 메인보드에 연결된 부품은 버스를 통해 정보를 주고받는다.
• 버스는 컴퓨터의 부품끼리 정보를 주고받는 일종의 통로이다.
• 다양한 종류의 버스가 있으며, 그중 컴퓨터의 핵심 부품을 연결하는 버스는 시스템 버스이다.

👀 시스템 버스의 내부 구성

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