[CS] 컴퓨터 네 가지 핵심부품 - CPU / 주기억장치 / 보조기억장치 / 입출력장치

*한빛미디어의  "혼자 공부하는 컴퓨터구조 +운영체제를" (강민철 저자님)학습내용을 기록하고 있습니다. (내돈내산!)

 

 

안녕하세요.

오늘은 컴퓨터를 구성하는 네 가지 핵심부품, 

CPU / 주기억장치 / 보조기억장치 / 입출력장치에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

 

컴퓨터가 이해할 수 있는 정보 

먼저, 컴퓨터가 이해할 수 있는 정보는 "데이터" 와 "명령어"가 있습니다.

데이터는, 컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상 등등을 포괄하는 "정적인 정보"를 의미합니다.

명령어는, 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보입니다. 

 

 그리고 이러한 명령어는 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 통해서 실행됩니다. 

 

 

 

컴퓨터의 네 가지 핵심부품

컴퓨터를 구성하는 네 가지 핵심부품은 CPU, 메모리(주기억장치, 주로 RAM), 보조기억장치, 그리고 입출력장치 입니다. 

 

 그 중 CPU와 메모리는 하드웨어적으로 "메인보드" (또는 마더보드) 라는 판에 구성되어 있습니다.

 메인보드에는 컴퓨터 부품을 부착할 수 있는 슬롯과 연결단자가 있으며, 메인보드 내부엔  "버스" 라는 통로가 있습니다.

메인보드에 연결된 부품들은 "버스"를 통해서 서로 정보를 주고받을 수 있습니다. 여러가지 버스 중에서 가장 중요한 연결버스는 "시스템 버스" (System bus) 입니다.

 

 

 

CPU (Central Processing Unit)

CPU는 컴퓨터의 "중앙처리장치"라고 하며, 컴퓨터의 중앙에서 모든 데이터의 처리(읽고 / 해석하고  / 실행 )를 담당하는 장치를 말합니다. CPU는 컴퓨터의 "두뇌"에 해당합니다.

컴퓨터의 속도는 CPU의 성능이 가장 큰 영향을 미칩니다. 컴퓨터는 사용자의 명령을 입력받으면, CPU가 이 명령을 읽고, 해석하고, 처리(연산) 해서 출력 장치에서 결과를 출력하도록 합니다. 

 

CPU의 내부 구성요소로는 산술논리연산장치(ALU), 레지스터, 제어장치가 있습니다.  

산수논리연산장치 (ALU)	컴퓨터 내부 수행되는 계산을 맡아 수행
레지스터	CPU 내의 임시 저장장치로, 프로그램 실행에 필요한 값을 임시 저장
제어장치	주기억 장치에서 명령어를 읽어오고 명령어 실행을 지시하는 세부적인 제어 신호 발생

 

 

메모리 (주기억장치)

메모리는 현재 실행되고 있는 프로그램(프로세스)의 명령어와 데이터를 저장하는 부품입니다. 즉, CPU가 현재 처리하고 있는 내용이 가져와지는 곳입니다.

어떠한 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어 있어야 하며, 컴퓨터가 빠르게 동작하기 위해서는 명령어+데이터가 정돈되어 있어야 합니다. 이를 위해서, 메모리에는 "주소"라는 개념이 존재하며, 주소를 통해 저장된 값에 빠르게 접근할 수 있습니다.

 

주기억장치는 크게 ROM과 RAM으로 나누어집니다.

1. ROM (Read Only Memory)

ROM은 오직 기억된 데이터를 읽기만 가능한 장치를 말합니다. 따라서 제조 단계에서 시스템에 기억시키고 변화시키면 안 되는 BIOS와 같은 데이터가 이 장치에 저장됩니다. ROM은 비휘발성 장치로, 장치에 존재하는 데이터는 컴퓨터의 전원이 꺼져도 사라지지 않고 그대로 유지됩니다.

2. RAM (Random Access Memory)

RAM은 ROM과 달리 기억된 데이터를 읽을 수도 있고, 다른 데이터를 기억시킬 수도 있는 메모리를 말합니다. 응용 프로그램, 운영체제 등을 불러와 CPU가 작업할 수 있도록 하는 공간을 말합니다. RAM은 휘발성 장치이기 때문에, 전원이 꺼지면 가지고 있던 데이터가 전부 사라집니다. 따라서 실행하고 있는 파일을 보조기억장치에 수시로 저장을 합니다.

 

이 이외에도 고속의 처리 장치인 CPU와 주기억장치 사이의 속도 차이를 완화시키기 위해 고속 버퍼(임시) 메모리로, CPU와 주기억장치 사이에 존재하는 "캐시 메모리(Cache Memory)"가 존재합니다.

 

 

보조기억장치 (Auxiliary Memory, Secondary Memory)

보조기억장치는 주기억장치보다는 느리지만 많은 양의 데이터를 전원이 꺼져도 사라지지 않고 영구적으로 보관할 수 있는 장치(비휘발성) 입니다. 따라서 컴퓨터의 데이터를 저장하는 창고라고 불리며, 외부의 데이터를 이곳에 저장합니다.

즉, 메모리가 현재 ‘실행되는’ 프로그램을 저장한다면, 보조기억장치는 ‘보관할’ 프로그램을 저장한다고 생각해도 좋습니다. 

 

보조기억장치는 크게 HDD와 SSD가 있습니다.

​1. HDD (Hard Disk Driver)

물리적인 디스크를 고속으로 회전시켜 데이터를 저장하는 장치입니다. 디스크에 물리적으로 저장하기 때문에 충격에 약하며, 소음 발생합니다.

2. SSD (Solid State Driver)

갈수록 발전하여 빨라지는 CPU와 RAM에 비해, 발전 속도가 더딘 물리적인 HDD의 느린 속도와 소음 등과 같은 단점을 해결하고자 개발된 장치로, 반도체 기반의 저장 장치입니다. SSD는 물리적으로 데이터를 저장하지 않고 전기적으로 데이터를 저장하여 속도가 HDD에 비해 월등히 빠르며, 소음도 발생하지 않습니다. SSD의 단점은 HDD에 비해 가격이 높습니다.

 

 

입출력장치

 

입출력장치는 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품을 의미하며,  마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드 등이 이에 해당합니다.

 

 

 

 

이상으로 컴퓨터를 구성하는 주요 부품에 대해 알아봤습니다.

다음 포스팅에서는 "CPU 스케쥴링"에 대해 작성해보도록 하겠습니다.

 

 

Reference

 

• 한빛미디어  "혼자 공부하는 컴퓨터구조 +운영체제" (강민철 저)

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https://hongong.hanbit.co.kr/%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0%EC%9D%98-4%EA%B0%80%EC%A7%80-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EB%B6%80%ED%92%88cpu-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EB%B3%B4%EC%A1%B0%EA%B8%B0%EC%96%B5%EC%9E%A5/#:~:text=CPU%EB%8A%94%20%EB%A9%94%EC%9D%B8%EB%B3%B4%EB%93%9C%20%EB%82%B4,%EC%9D%B4%EB%93%A4%EC%9D%84%20%EC%9E%85%EC%B6%9C%EB%A0%A5%EC%9E%A5%EC%B9%98%EB%9D%BC%EA%B3%A0%20%EB%B6%80%EB%A6%85%EB%8B%88%EB%8B%A4.

[컴퓨터 구조] CPU, 메모리, 보조기억장치, 입출력장치를 알아보자

 

 

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