이 글은 컴퓨터 구조+운영체제(저자: 강민철)가 혼자 공부한 책과 유튜브 영상을 참고하여 작성되었습니다.
이 글은 컴퓨터의 대략적인 구조를 정리한 글입니다. 자세한 구조는 다루지 않습니다.
컴퓨터 아키텍처는 두 부분으로 나뉩니다.
- 컴퓨터가 이해하는 정보
- 컴퓨터의 4가지 핵심 부품
컴퓨터가 이해하는 정보
컴퓨터가 이해하는 정보는 두 가지 유형으로 나뉩니다.
- 데이터
- 명령
데이터
컴퓨터 아키텍처에서 데이터는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적 정보를 의미합니다.
컴퓨터와 교환하거나 컴퓨터에 저장된 정보를 총칭하여 데이터라고 합니다.
컴퓨터는 모든 날짜를 0과 1로 저장합니다.
명령
컴퓨터를 한 단어로 정의한다면 명령을 처리하는 기계라고 할 수 있습니다.
지침은 실제로 컴퓨터를 움직이는 정보입니다.
데이터는 명령 처리를 위한 것입니다.
사람들은 컴퓨터에 명령을 보내기 위해 프로그래밍 언어를 배웁니다.
예를 들어 명령은 다음과 같습니다.
- 1과 2를 더하다
- “컴퓨터 아키텍처”를 인쇄하십시오.
컴퓨터의 4가지 핵심 부품
컴퓨터의 네 가지 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- CPU
- 랜덤 액세스 메모리(RAM,
로마) - 보조 스토리지(SSD, HDD 등)
- I/O 장치(키보드, 마우스, 마이크, 스피커 등)
마더보드(마더보드)
이 네 가지 주요 구성 요소가 상호 작용하려면 한 곳에 모일 수 있는 장소가 필요합니다.
그런 곳을 마더보드라고 합니다.
버스
가까이 있어도 벽으로 막히면 만날 수 없으니 부품에 통로가 필요하다.
부품이 정보를 보내고 받을 수 있도록 하는 일종의 통로를 버스라고 합니다.
다양한 종류의 버스가 있지만 핵심 구성 요소를 연결하는 버스가 시스템 버스입니다.
산술 논리 장치(CPU)
CPU는 메모리에 저장된 명령을 읽고 읽은 명령을 해석하고 실행합니다.
CPU 내부에는 ALU라는 부품과 레지스터, 컨트롤 유닛이 있습니다.
- ALU: CPU 내부에서 계산기와 같은 역할을 함
- 레지스터: CPU 내부의 작은 저장 장치(보통 여러 개)
- 컨트롤러: 제어 신호를 보내고 명령을 해석하는 장치
제어 신호
컴퓨터 구성 요소 관리 및 작동을 위한 전기 신호
이러한 신호에는 일반적으로 메모리 읽기 및 쓰기 신호가 포함됩니다.메모리 읽기 신호: 메모리의 특정 값을 읽기 위해 CPU에서 보내는 신호
메모리 쓰기 신호: 메모리에 기능 값을 저장하기 위해 CPU에서 보내는 신호
그림에서 볼 수 있는 CPU의 세 가지 핵심 부품의 역할
이미지 출처: https://hongong.hanbit.co.kr/
RAM(Random Access Memory)(메인 메모리)
- 메모리는 현재 실행 중인 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부분입니다.
- 휘발성 저장 장치라는 점에서 보조 저장 장치와 다릅니다.
- 보조 스토리지보다 빠르고 비용이 많이 듭니다.
- 보조 스토리지에서 CPU로 직접 데이터와 상호 작용하는 것은 매우 느리고 비효율적이므로 스토리지는 중간 브리지 역할을 합니다. 그래서 주기억장치를 작업기억장치라고 합니다.
- 메모리는 보조 스토리지에서 필요한 정보를 검색하고 CPU와 빠르게 상호 작용합니다.
- 건물을 찾기 위해 주소가 필요한 것처럼 메모리에서도 주소의 개념이 사용됩니다. 명령어와 데이터는 메모리 주소에 위치한 공간에 저장됩니다.
휘발성 스토리지
휘발성 스토리지는 전원이 꺼지면 저장된 모든 데이터가 손실됨을 의미합니다.
반대로 비휘발성 메모리는 전원 공급이 중단되어도 데이터가 손실되지 않습니다.
보조 스토리지(SSD, HDD 등)
모든 정보가 메인 메모리에 저장되면 컴퓨터 가격은 우리가 시장에서 살 수 있는 컴퓨터 가격보다 몇 배는 더 비쌉니다.
또한 주기억장치는 휘발성 저장장치이기 때문에 데이터를 읽지 않기 위해 컴퓨터의 남은 수명 동안 전원을 끌 수 없습니다.
이러한 주기억장치의 단점 때문에 보조기억장치가 개발되어 사용되고 있다.
메인 메모리는 비휘발성 메모리입니다.
I/O 장치(키보드, 마우스, 마이크, 스피커 등)
입/출력 장치는 컴퓨터 외부와 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치로서, 예를 들면 다음과 같습니다. B. 마이크, 스피커, 프린터, 마우스 및 키보드.
메인보드 및 시스템 버스
마더보드(마더보드)
CPU, 주기억장치, 보조기억장치, 입/출력장치 등 핵심부품들이 상호작용을 하기 위해서는 이들이 한자리에 모일 수 있는 장소가 필요하다. 핵심 부품들이 모여 있는 곳을 마더보드라고 합니다.
핵심 구성 요소 외에도 마더보드에는 다양한 컴퓨터 구성 요소를 연결할 수 있는 슬롯과 단자가 있습니다.
버스
가까이 있어도 벽으로 막히면 만날 수 없으니 부품에 통로가 필요하다.
부품이 정보를 보내고 받을 수 있도록 하는 일종의 통로를 버스라고 합니다.
다양한 종류의 버스가 있지만 핵심 구성 요소를 연결하는 가장 중요한 버스는 시스템 버스입니다.
시스템 버스는 다음과 같이 세 부분으로 구성됩니다.
- Address Bus: 주소를 주고 받는 통로
- 데이터 버스: 명령과 데이터를 교환하기 위한 경로
- 제어 버스: 제어 신호를 송수신하는 경로
이미지에서 CPU와 메모리 간의 제어 신호 상호 작용
-메모리 읽기 신호를 보낼 때
– 메모리 쓰기 신호를 보낼 때
이미지 출처: https://hongong.hanbit.co.kr/