[ 컴퓨터구조 ]1.1 컴퓨터의 기본 구조

 

[ 컴퓨터 시스템 ]

▪ 기본적으로 하드웨어와 시스템 소프트웨어로 구성됨

▪  시스템에 각종 응용 소프트웨어들이 탑재되어 사용자와 상호 작용하 면서 프로그램을 처리함

▪  컴퓨터가 프로그램 형태로 해석하거나 주어진 작업을 수행하기 위해 서는 전기적 신호들로 표현된 정보들을 해석하거나 이동시키고 처리 하여 새로운 정보를 생성해야 함

[ 하드웨어 (hardware) ]

▪ 컴퓨터 정보들의 전송 통로를 제공해 주고, 그 정보에 대한 처리가 실 제 일어나게 해주는 물리적인 실체들

 

▪ 메인 보드 (main board)

➢주요 IC 칩들과 메모리 모듈 및 I/O 장치 인터페이스를 위한 슬롯들이 장착되는 기판
➢주 기판 혹은 마더보드라고도 부름

▪ CPU 및 GPU 칩

➢멀티-코어 마이크로프로세서 및 그래픽처리유니트 칩

▪ 주기억장치 모듈 (main memory module) 

➢DDR4 SDRAM과 같은 메모리 칩들이 장착된 보드

▪ 확장 보드 (expansion board)

➢사운드카드와 같이 기능 추가를 위하여 장착된 보드

▪ 전원공급장치 (power supply)

▪ 광 처리장치 (optical storage device) 

➢CD-ROM, DVD, 블루레이 디스크 등

▪ 하드디스크, SSD 등 

▪ 키보드
▪ 마우스
▪ 디스플레이 모니터

 

[ 소프트웨어 (software) ]

▪  정보들이 이동하는 방향과 정보 처리의 종류를 지정해주고, 그러한 동작들이 일어나는 시간을 지정해주는 명령(command)들의 집합

▪  소프트웨어는 하드웨어에 의존적

▪  컴퓨터의 기본적인 능력은 하드웨어에 의해 결정

▪  소프트웨어는 하드웨어가 제공해주는 기능들을 이용하여 최종적인 결과를 얻을 수 있도록 도와주는 것

▪  컴퓨터의 정보처리 능력, 얼마나 다양한 기능들을 어느 정도의 속도 로 수행해줄 수 있는지는 근본적으로 하드웨어에 달려 있음

▪ 시스템 소프트웨어(system software): OS(Windows 10, Unix, Linux, 등), 각종 유틸리티 프로그램들(프린터 드라이버, 등)

▪ 응용 소프트웨어(application software): 워드프로세서, 웹브라우저, MS-Excel, 등

 

[ 컴퓨터의 기본구조 ]

컴퓨터의 기능

▪ 프로그램 코드를 정해진 순서대로 실행(execute)
▪ 데이터를 읽어서(read), 처리(processing)하고, 저장(store)한다

주요 구성요소들

중앙처리장치(CPU), 기억장치(memory), 입출력장치(I/O devices)

▣ 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU)

▪  프로세서(processor)

▪  '프로그램 실행'과 '데이터 처리'라는 중추적인 기능의 수행을 담당하는 요소

▪  사실상 컴퓨터의 특성과 성능에 가장 큰 영향을 미치는 구성요소

▪  CPU가 한 번에 처리하는 데이터의 길이(비트 수)에 따라 8-비트, 32-비트 혹은 64-비트 컴퓨터로 분류됨

▪  컴퓨터의 이론적인 처리 속도는 CPU의 성능에 의해 결정됨(실제 속 도는 시스템 내 다른 요소들의 영향을 받아서 약간 더 낮아질 수 있음)

▣ 기억장치

▪ CPU가 처리할 프로그램 코드와 데이터는 기억장치(memory)에 저장

▪ 기억장치는 특성과 속도 및 용도에 따라 주기억장치와 보조기억장치 로 나뉨

 

(1) 주기억장치(main memory)

➢CPU 가까이 위치하며, 반도체 기억장치 칩들로 구성 ➢고속 액세스
➢가격이 높고 면적을 많이 차지→저장 용량의 한계 ➢영구 저장 능력이 없기 때문에, 일시적 저장장치로만 사용

(2) 보조저장장치(auxiliary storage device)

➢2차 기억장치(secondary memory) 

➢저장 밀도가 높고, 비트 당 가격이 낮음 

➢읽기/쓰기 속도가 느림
➢영구 저장 능력을 가진 저장장치

   • 하드 디스크(hard disk)
   • 플래시 메모리(flash memory) 

   • SSD(solid-state drive)
   • CD-ROM, 등

▣ 입출력장치(I/O device)

▪  입력장치(input device)와 출력장치(output device)의 통칭

▪  키보드와 디스플레이 모니터 및 프린터 외에도 다양한 장치들이 개발 되어 있음

▪  입출력장치는 CPU와 직접 데이터를 교환할 수 없음

▪  각 장치를 위한 별도의 제어기가 CPU로부터 명령을 받아서 장치의 동작을 제어하고 데이터를 이동시키는 일을 수행함

▪  사용자-컴퓨터 간의 상호작용(interaction)을 위한 장치

▪  CPU는 해당 장치 제어기(device controller)를 통하여 동작 제어

▪  주변장치(peripheral device)라고도 부름