2-1. 컴퓨터 구조의 큰 그림

해당 카테고리 글들은 '이것이 취업을 위한 컴퓨터 과학이다 with CS 기술 면접' 책을 읽고 공부한 내용을 정리한 글입니다. 
책 바로가기

 

컴퓨터가 이해하는 정보

컴퓨터는 0과 1만을 이해할 수 있으며, 이렇게 0과 1로 표현되는 정보는 데이터와 명령어다.

명령어는 컴퓨터를 작동시키는 정보이고, 데이터는 명령어를 위해 존재하는 일종의 재료다.

 

컴퓨터의 핵심 부품

CPU

데이터와 명령어 이러한 정보를 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 부품이 CPU(Central Processing Unit)

• 산술논리연산장치(ALU, Arithmetic and Logic Unit) : 연산을 수행할 회로로 구성되어 있는 일종의 계산기
• 레지스터(CU, Control Unit) : CPU 내부의 작은 임시 저장 장치로, 데이터와 명령어를 처리하는 과정의 중간값을 저장한다. CPU 내에는 여러 개의 레지스터가 존재하며, 각기 다른 이름과 역할을 가지고 있다.
• 제어장치(register) : 명령어를 해석해 제어 신호라는 전기 신호를 내보내는 장치. 제어 신호(control signal)란 부품을 작동시키기 위한 신호.

 

메모리와 캐시 메모리

메인 메모리(main memory) 역할을 하는 하드웨어에는 RAM, ROM이 있고 일반적으로 ‘(메인)메모리’라는 용어는 RAM을 지칭하는 경우가 많아 책에서는 ‘메모리’가 RAM을 지칭한다고 전제한다.

메모리는 현재 ‘실행 중인’ 프로그램을 구성하는 데이터와 명령어를 저장하는 부품이다. 중요한 개념은 주소와 휘발성. CPU가 메모리에 접근할 때 컴퓨터가 빠르게 작동하기 위해서는 명령어가 정돈되어 있어야 되므로 주소(address)가 필요하다.

휘발성(volatile)은 전원이 공급되지 않을 때 저장하고 있는 정보가 지워지는 특성. 메모리는 휘발성 저장장치로, 컴퓨터의 전원이 꺼지면 저장된 정보는 모두 삭제된다.

추가로 CPU와 메모리 사이에는 반드시 하나 이상의 캐시 메모리가 있다. 캐시 메모리(cache memory)는 CPU가 조금이라도 더 빨리 메모리에 저장된 값에 접근하기 위해 사용하는 저장장치다.

 

보조기억장치

보조기억장치(secondary storage)는 전원이 꺼져도 저장된 정보가 사라지지 않는 비휘발성(non-volatile) 저장장치다.

메모리가 현재 실행 중인 프로그램을 저장한다면, 보조기억장치는 보관할 프로그램을 저장한다고 할 수 있다. 유의할 점은 CPU가 보조기억장치에 저장된 프로그램을 바로 가져와 실행할 수 없다. 메모리에 복사해야 한다.

 

입출력장치

입출력장치(input/output device)는 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치다.

보조기억장치 또한 메모리를 보조하는 임무를 수행하는 특별한 입출력장치로 볼 수 있으므로 보조기억장치와 입출력장치를 주변장치(peripheral device)라고 통칭하기도 한다.

 

메인 보드와 버스

앞에서 살펴본 컴퓨터의 핵심 부품들은 메인 보드(main board) 혹은 마더 보드(mother board)라고 부르는 기판에 연결되어 있다. 메인 보드에 연결된 부품들은 서로 정보를 주고받는데, 주고받는 통로를 버스(bus)라고 한다. 가장 중요한 버스는 핵심 부품들을 연결하는 시스템 버스(system bus)다.