1. 컴퓨터 구조의 큰 그림(1)

2강. 컴퓨터 구조의 큰 그림

 

컴퓨터 구조

컴퓨터 구조는 크게 두 가지

• 컴퓨터가 이해하는 정보: 데이터와 명령어
• 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품

 

컴퓨터가 이해하는 정보

컴퓨터가 이해하는 정보에는 크게 두 가지가 있다. 하나는 데이터 또 하나는 명령.

• 데이터: 데이터란 숫자 문자 이미지 동영상 같은 정적인 정보. 일상적으로 이 데이터라고 하는 용어를 사용할 때는 컴퓨터와 주고받는 정보 혹은 컴퓨터 내부에 저장된 정보를 가리켜서 그냥 편하게 데이터라고 지칭. 컴퓨터는 기본적으로 0과 1만 알기 때문에 어떻게 0과 1로 컴퓨터가 숫자를 이해하고 표현하는지 그리고 어떻게 문자를 이해하고 표현하는지 공부할 예정.
• 명령어: 컴퓨터는 명령어를 처리하는 기계. 그만큼 명령어라고 하는 정보는 컴퓨터를 실질적으로 움직이는 정보이다. 데이터는 결국 이 명령어를 실행하기 위한 일종의 재료 같은 것이다.
• ex) ‘안녕하세요’라는 문자를 화면에 출력하라. 이 자체가 명령어, ‘안녕하세요’는 데이터 .

 

컴퓨터의 네 가지 핵심 부품

세상에는 다양한 컴퓨터가 있다. 라스베리파이처럼 비교적 크기가 작은 컴퓨터부터, 스마트폰, 노트북, 데스크탑이나 서버 컴퓨터같이 비교적 크기가 큰 컴퓨터도 있다. 그런데 컴퓨터의 종류를 막론하고 컴퓨터 내부에 들어 있는 컴퓨터를 답게 만들고 컴퓨터를 동작시키는 핵심 부품은 사실상 거의 동일하다. → CPU, 메모리, 보조 기억 장치, 입출력 장치

단, 메모리는 보통 메인 메모리, 주기억 장치라고 하는 말의 줄임말이다. 원래 풀 네이밍은 주기억 장치 혹은 메인 메모리인데 일반적으로 편하게 메모리라고 줄여서 부르는 것. 또 메모리에는 크게 두 가지의 종류가 있다. 램(RAM)과 롬(ROM). 이 두 가지가 주기억 장치의 역할을 하는 하드웨어 이름인데 보통 메모리를 지칭할 때는 램을 가리킨다고 보면 된다. 램이 컴퓨터를 조금 더 실질적으로 동작시키고 컴퓨터의 동작을 이해하는 데 조금 더 중요한 하드웨어이기 때문.

 

램과 롬

 

1. CPU (Central Processing Unit, 중앙 처리 장치):
   • CPU는 컴퓨터의 두뇌로 불리며, 모든 계산과 명령 실행을 담당한다.
   • 프로그램의 명령어를 해석하고 실행하며, 데이터를 처리한다.
   • CPU의 성능은 컴퓨터의 전반적인 성능에 큰 영향을 미친다.
2. 메모리 (RAM, Random Access Memory, 랜덤 액세스 메모리):
   • 메모리는 컴퓨터가 현재 실행 중인 프로그램과 데이터를 임시로 저장하는 곳이다.
   • RAM은 빠른 속도로 데이터에 액세스할 수 있으며, 컴퓨터가 꺼지면 저장된 모든 데이터가 사라진다(휘발성).
   • 충분한 RAM이 있으면 여러 프로그램을 동시에 실행하거나 대용량 파일을 처리하는 데 도움이 된다.
3. 보조 기억 장치 (Secondary Storage):
   • 보조 기억 장치는 데이터를 영구적으로 저장하는 곳으로, 하드 드라이브(HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), CD/DVD 등이 있다.
   • 컴퓨터가 꺼져도 데이터가 유지되며, 메모리보다는 느리지만 대용량 데이터를 저장할 수 있다.
4. 입출력 장치 (I/O Devices, Input/Output Devices):
   • 입출력 장치는 컴퓨터와 사용자 또는 다른 시스템 간의 데이터 전송을 담당한다.
   • 입력 장치로는 키보드, 마우스, 스캐너 등이 있으며, 출력 장치로는 모니터, 프린터, 스피커 등이 있다.
   • 이 장치들을 통해 사용자는 컴퓨터와 상호 작용하고, 컴퓨터는 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.

이 네 가지 구성 요소는 모두 서로 연결되어 있으며, 함께 작동하여 컴퓨터 시스템의 기능을 수행한다. 이 네 가지의 핵심 부품들이 서로 정보를 주고받기 위해서는 결국에는 하나의 모이는 지점이 필요하다. 쉽게 말해 이것들을 부착할 수 있는 판. 그게 바로 메인보드, 마더보드라고 불리는 판이다.

 

메인보드

 

부품들의 연결

CPU 메모리, 다양한 입출력 장치들, 보조 기억 장치, 메인 보드 그리고 시스템버스.

• 시스템 버스: 메인보드에는 울긋불긋하게 생긴 회로들이 있다. 컴퓨터에 네 가지의 핵심 부품들이 서로 메인보드에 부착돼서 서로가 정보를 주고받을 수 있으려면 정보를 주고받을 수 있는 통로가 있어야 하는데 그 통로를 버스라고 한다. 다양한 버스들이 있지만 그 많은 버스들 중에서 가장 중요한 버스를 시스템 버스라고 한다. 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품들끼리 정보를 주고받을 수 있는 척추와 같은 통로를 시스템 버스라고 하는 것.