[혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제] Chap1. 컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유

Chap1. 컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유

❓ 왜 컴퓨터 구조를 알아야 하는가?

1-1. 컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유?

1. 문제 상황을 빠르게 진단하고, 문제 해결의 실마리를 찾을 수 있음 → 다양한 문제를 스스로 해결할 줄 아는 개발자로 성장할 수 있다.
2. 성능, 용량, 비용을 고려하여 개발할 수 있음
   • ex. 서버 컴퓨터를 고를 때, 클라우드 서비스를 이용할 때

1-2. 컴퓨터 구조의 큰 그림

1. 컴퓨터가 이해하는 정보

1. 데이터
   • 컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보
   • 0과 1로 표현할 수 있음
   • (명령어를 위해 존재하는 일종의 재료)
2. 명령어
   • 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보

2. 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품

1. 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit)
   • 메모리에 저장된 명령어를 읽고, 해석하고, 실행하는 부품
   • CPU 내부 구성 요소
     1. 산술논리연산장치 ALU
        • 계산을 도맡아 수행
     2. 레지스터
        • CPU 내부의 작은 임시 저장 장치
        • CPU 안에는 여러 개의 다른 이름과 역할을 가진 레지스터가 존재
     3. 제어장치
        • 제어 신호(컴퓨터 부품을 관리하고 작동시키기 위한 전기 신호)를 내보내고 명령어를 해석하는 장치
        • CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 - 메모리 읽기 제어 신호
        • CPU가 메모리에 어떤 값을 저장하고 싶을 땐 - 메모리 쓰기 제어 신호
2. 주기억장치(Main memory 메모리) - RAM과 ROM 중 보통 RAM을 지칭
   • 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
   • 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 함
   • 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해 주소 개념이 사용됨
3. 보조기억장치(Secondary storage)
   • 메모리의 치명적인 약점?
     1. 가격이 비싸 저장 용량이 적다
     2. 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다
   • 전원이 꺼져도 보관될 프로그램을 저장하는 부품
   • ex. 하드 디스크, SSD, USB, DVD, CD-ROM 등
4. 입출력장치(Input/Output(I/O) device)
   • 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치
   • ex. 마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드 등
   • 보조기억장치도 입출력장치의 일종으로 볼 수 있지만, 메모리를 보조한다는 특별한 기능을 수행한다는 점에서 구분함

• 메인보드와 시스템 버스
  • 메인보드: 여러 컴퓨터 부품을 연결
  • 시스템 버스: 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품이 서로 정보를 주고받는 통로
    • 주소 버스: 주소를 주고받는 통로
    • 데이터 버스: 명령어와 데이터를 주고받는 통로
    • 제어 버스: 제어 신호를 주고받는 통로
   ❗ CPU가 메모리를 읽을 때 일어나는 일
  1. 제어 버스로 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 보냄
  2. 주소 버스로 읽고자 하는 주소를 내보냄
  3. 메모리가 데이터 버스로 CPU가 요청한 주소에 있는 내용을 보냄
  ❗ 메모리에 값을 저장할 때 일어나는 일
  1. 데이터 버스를 통해 메모리에 저장할 값을 보냄
  2. 주소 버스를 통해 저장할 주소를 보냄
  3. 제어 버스를 통해 ‘메모리 쓰기’ 제어 신호를 보냄

 

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참고

혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제, 강민철 저