[혼자 공부하는 컴퓨터 구조+운영체제]01. 컴퓨터 구조의 큰 그림

컴퓨터가 이해하는 두 가지 정보

1. 데이터

• 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보
• 데이터 = 컴퓨터와 주고받는 혹은 내부에 저장된 정보, 명령어를 위한 일종의 재료
• 0과 1로 숫자/문자를 표현하는 방법

2. 명령어

• 컴퓨터 = 명령어를 처리하는 기계
• 명령어는 컴퓨터를 실질적으로 움직이는 정보

ex) 명령어 '1과 2를 더하라' → 1, 2가 데이터

ex) 명령어 '`안녕하세요`를 출력하라' → `안녕하세요`는 데이터

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컴퓨터의 네 가지 핵심 부품

1. CPU

출처) https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0

 

메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 부품

<CPU 내의 핵심 부품>

1) ALU(산술논리연산장치): 계산기

2) 레지스터: CPU 내부의 작은 저장 장치

3) 제어장치: 제어 신호를 내보내고, 명령어를 해석하는 장치

﹡ 제어 신호: 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 전기 신호 ex: 메모리 읽기 신호, 메모리 쓰기 신호

 

 

 

2. 메모리

출처) https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0

현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품

→ 즉, 프로그램이 실행되기 위해서는 명령어와 데이터가 메모리에 있어야 함

메모리에는 '주소'라는 개념이 있다. 주소를 통해 명령어 혹은 데이터가 메모리 내에 어디에 위치해 있는지를 알 수 있음

메모리
명령어	더하라, 3번지와 4번지를		1번지
	저장하라, 연산 결과를		2번지
데이터	120		3번지
	100		4번지

 

‼️ CPU가 명령어를 실행하는 과정(간단정리)

1) CPU 내의 제어장치가 메모리를 향해 '메모리 읽기'라는 제어 신호 내보내기

1번 (출처: https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0)

2) 메모리 내의 1번지 명령어를 CPU 내의 레지스터에 가져옴

3) 레지스터로 가져온 명령어를 제어장치가 해석한 후, 필요한 데이터를 '메모리 읽기' 제어 신호를 통해 메모리에서 레지스터로 가져옴

2번+3번 (출처: https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0)

4) 제어장치는 ALU한테 레지스터에 있는 데이터에 대한 연산을 수행시킴

5) ALU는 연산을 수행한 후, 결과값을 레지스터에 저장함

4번+5번 (출처: https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0)

3. 보조기억장치

출처) https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0

❓보조기억장치가 왜 필요한가?

메모리는 보조기억장치에 비해 비싸고, 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는 휘발성 저장장치이다. 그렇기 때문에 전원이 꺼져도 프로그램을 저장하기 위해 보조기억장치를 사용함

 

보조기억장치는 전원이 꺼져도 보관될 프로그램을 저장하는 부품

→ 즉, 메모리에는 실행할 정보를 저장하고, 보조기억장치에는 실행되지 않는(=보관할) 명령어와 데이터를 보조기억장치에 저장함

 

4. 입출력장치

컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품

 

보조기억장치와 입출력장치를 '주변 장치'라고 통칭하기도 하지만, 보조기억장치는 메모리를 보조하는 특별한 입출력장치임

 

 

 

 

5. 마더보드

https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0

4가지 핵심 부품을 연결하는 판으로, 메인보드에 연결된 부품은 버스를 통해 정보를 주고 받음

 

버스는 컴퓨터의 부품끼리 정보를 주고받는 일종의 통로로, 다양한 종류의 버스가 있음. 그 중 컴퓨터의 핵심 부품을 연결하는 버스를 '시스템 버스'라고 함

 

 

 

<시스템 버스 내부 구성>
- 주소 버스: 주소를 주고받는 통로
- 데이터 버스: 명령어와 데이터를 주고받는 통로
- 제어 버스: 제어 신호를 주고받는 통로

 

해당하는 버스에 맞게 정보를 주고받음

 

 

 

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참고 자료

혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제