CS - Computer Structure - 컴퓨터 구조 기초

 

컴퓨터의 구성

 

 

컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어진다.

 

하드웨어

- 중앙처리장치(cpu)

- 기억장치 : RAM, HDD

- 입출력 장치 : 마우스, 프린터

 

소프트웨어

- 시스템 소프트웨어 : 운영체제, 컴파일러

- 응용 소프트웨어 : 워드프로세서, 브라우저, 게임 등등

 

 

 

시스템 버스

 

 

하드웨어는 중앙처리장치(CPU), 기억장치, 입출력장치로 구성되어 있다.

이들은 시스템 버스로 연결되어 있으며, 시스템 버스는 데이터와 명령 제어 신호를 각 장치로 실어나르는 역할을 한다.

 

 

 중앙처리장치 (CPU)

 

 

인간으로 치면 두뇌에 해당하는 부분

 

주기억장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 명령어의 수행 순서를 제어함.

중앙처리장치는 다음 세가지로 구성되어 있음

 

1. 산술논리연산장치(ALU) : 비교와 연산 담당

2. 제어장치 : 명령어의 해석과 실행을 담당

3. 레지스터 : 속도가 빠른 데이터 저장소

 

 

 기억 장치

 

 

프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치

주기억장치와 보조기억장치로 나누어지며, RAM과 ROM도 이곳에 해당함.

실행중인 프로그램이 필요한 데이터를 일시적으로 저장한다.

 

보조기억장치는 하드디스크 등을 말하며, 주기억장치에 비해 속도는 느리지만 많은 데이터를 영구저장 가능하다.

 

 

입출력장치

 

 

입력, 출력 장치로 나뉘어진다.

 

입력 장치 : 컴퓨터 내부로 자료를 입력하는 장치 (키보드, 마우스 등)

출력 장치 : 컴퓨터 외부로 데이터를 출력하는 장치 (프린터, 모니터 , 스피커)

 

 

 

 시스템 버스

 

 

: 하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선

각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로가 되어줌

용도에 따라 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나뉘어짐

 

데이터 버스

중앙처리장치와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로

기억장치와 입출력장치의 명령어, 데이터를 중앙처리장치로 보내거나 중앙처리장치의 연산 결과를 기억장치와 입출력장치로 보내는 '양방향' 버스

 

 

주소 버스

데이터를 정확히 실어나르기 위해서는 기억장치 '주소'를 정해주어야 함.

주소버스는 중앙처리장치가 주기억장치나 입출력장치로 기억장치 주소를 전달하는 통로이기 때문에 '단방향' 버스

 

 

제어 버스

주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되기 때문에 이를 제어할 수단이 필요

제어 버스는 중앙처리장치가 기억장치나 입출력장치에 제어 신호를 전달하는 통로임

제어 신호 종류 : 기억장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클락, 리셋 등

제어 버스는 읽기 동작과 쓰기 동작을 모두 수행하기 때문에 '양방향' 버스

 

컴퓨터는 기본적으로 읽고 처리한 뒤 저장하는 과정으로 이루어짐

 

 

(READ -> PROCESS -> WRITE )

 

이 과정을 진행하면서 끊임없이 주기억장치(RAM)과 소통한다.

이때 OS가 64bit라면, CPU는 RAM으로부터 데이터를 한번에 64비트씩 읽어온다.