혼자 공부하는 컴퓨터 구조+운영체제 1장 정리

1장 컴퓨터 구조의 큰 그림

 

컴퓨터가 이해하는 정보

• 컴퓨터는 0과 1로 표현된 정보만을 이해한다.
• 컴퓨터가 이해하는 정보에는 데이터 와 명령어 가 있다.
• 컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적 정보를 데이터라 한다.
• 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동시키는 정보를 명령어라 한다.

컴퓨터의 4가지 핵심 부품

• 컴퓨터의 핵심 부품은 중앙처리장치(CPU), 주기억장치(메모리), 보조기억장치, 입출력장치 이다.

주기억장치의 종류

• RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 으로 나뉜다.
• 메인보드 내에는 시스템 버스 가 있다.
• CPU 내부에는 ALU(산술논리연산장치), 제어장치, 여러 레지스터가 있다.
• CPU는 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있다.
• 메모리는 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있다.
• 보조기억장치는 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있다.
• 입출력 장치는 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있다.

메모리

• 메모리는 현재 실행되는 명령어와 데이터를 저장하는 부품이다.
• 메모리에는 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해 주소 라는 개념이 사용된다.
• 프로그램이 실행되기 위해서는 반드시 메모리에 저장되어 있어야 한다.
• 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다.
• 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다.

CPU

• CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고 실행하는 부품이다.
• ALU는 쉽게 말해 계산기이다. 계산만을 위해 존재하는 부품이다.
• 레지스터는 CPU 내부의 작은 임시 저장 장치이다. CPU 안에는 여러 개의 레지스터가 존재하고, 각기 다른 이름과 역할을 가지고 있다.
• 제어장치는 제어 신호라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치이다.
  • CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 때는 메모리 읽기라는 제어 신호를 보낸다.
  • CPU가 메모리에 저장된 값을 쓰고 싶을 때는 메모리 쓰기라는 제어 신호를 보낸다.

1. 제어장치는 1번지에 저장된 명령어를 읽어 들이기 위해 메모리에 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 보낸다.
2. 메모리는 1번지에 저장된 명령어를 CPU에 건네주고, 이 명령어는 레지스터에 저장된다. 제어장치는 읽어들인 명령어를 해석한 뒤 3번지와 4번지에 저장된 데이터가 필요하다고 판단한다. 제어장치는 3번지와 4번지에 저장된 데이터를 읽어 들이기 위해 메모리 읽기 제어 신호를 보낸다.
3. 메모리는 3번지와 4번지에 저장된 데이터를 CPU에 건네주고, 이 데이터들은 서로 다른 레지스터에 저장된다. ALU는 읽어 들인 데이터로 연산을 수행한다. 계산의 결과 값은 레지스터에 저장된다.
4. 제어장치는 계산 결과를 저장하기 위해 메모리에 메모리 쓰기 제어 신호와 함께 계산 결과를 보냅니다.

보조기억 장치

• 메모리는 가격이 비싸 저장 용량이 적다는 점이고, 둘째는 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다.
• 메모리보다 크기가 크고 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는 메모리를 보조할 저장 장치를 보조기억장치라고 한다.
• 하드 디스크, SSD, USB 메모리 등 이 보조기억장치의 일종

입출력장치

• 입출력장치는 마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드처럼 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치

→ 보조기억장치도 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 장치라고 볼 수 있지 않나요?

• 보조기억장치와 입출력장치를 컴퓨터 주변에 붙어있는 장치 라는 의미에서 주변장치라고 통칭하기도 한다.

메인보드와 시스템 버스

• 메인보드에 연결된 부품들은 서로 정보를 주고받을 수 있는데, 이는 메인보드 내에 버스 라는 통로가 있기 때문이다. 여러 버스 가운데 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스는 시스템 버스 이다.
• 시스템 버스는 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구성되어 있다.
• 주소 버스는 주소를 주고받는 통로, 데이터 버스는 명령어와 데이터를 주고받는 통로, 제어 버스는 제어 신호를 주고받는 통로이다.

1. CPU가 메모리를 읽을 때는 제어 버스로 메모리 읽기 제어 신호를 내보낸다.
2. 주소 버스로 읽고자 하는 주소를 내보낸다.
3. 메모리는 데이터 버스로 CPU가 요청한 주소에 있는 내용을 보낸다.

메모리에 어떤 값을 저장할 때도 동일하다.