컴퓨터 구조 #1 - 대략적인 컴퓨터 구성(CPU, 메모리, 레지스터)

본 카테고리는 "혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제" 책과 강의를 기반으로 작성하였습니다

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컴퓨터가 이해하는 정보

▶︎ 데이터

• 숫자, 문자, 이미지, 동영상 같은 정적인 정보
• 컴퓨터와 주고 받는/ 내부에 저장된 정보를 통칭하기도 함

▶︎ 명령어

• 컴퓨터는 명령어를 처리하는 기계이다.
• 명령어는 컴퓨터를 실질적으로 움직이는 정보
• 데이터는 명령을 위한 정보일 뿐이다.
  • ex) 1과 2를 더하라
  • 명령어 : 더하라
  • 데이터 : 1, 2

 

컴퓨터의 4가지 핵심 부품

https://hongong.hanbit.co.kr/%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0%EC%9D%98-4%EA%B0%80%EC%A7%80-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EB%B6%80%ED%92%88cpu-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EB%B3%B4%EC%A1%B0%EA%B8%B0%EC%96%B5%EC%9E%A5/

 

• CPU
• 메모리
• 보조기억 장치
• 입축력 장치

4개의 장치를 연결해주고 합치기 위해 메인 보드가 존재한다. 각 핵심 부품에 대해 알아보자.

 

▶︎ 메모리

RAM

• 메인 메모리(주기억 장치)를 의미하며 RAM이다 -> 휘발성 장치
• 현재 실행되는 프로그램(프로세스)의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
• 프로그램이 실행되기 위해서는 메모리에 저장되어야 한다.

• 메모리에 저장된 위치는 주소를 통해 알아낼 수 있다.

 

▶︎  CPU

cpu

• 메모리에 저장된 명령어를 읽어들이고, 해석하고, 실행하는 장치
• 컴퓨터의 두뇌이다.
• 3가지의 핵심 부품이 있다.

 

▶︎ CPU 핵심 부품

1. ALU (산술 논리 장치)

• 비교와 연산 담당. 계산기

 

2. 제어장치 (Contrul Unit)

• 제어 신호(전기적 신호)를 보내고, 명령어 해석과 실행하는 장치 => CPU 제어!
• 메모리에서 명령어를 가져와 해석하고, 결과에 따라 명령어 실행헤 필요한 제어 신호를 메모리, ALU, 입출력 장치로 보냄
• 여러 제어 신호가 있지만 대표적 2가지 신호
  1. 메모리 읽기 : 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 때 메모리에 보내는 제어 신호
  2. 메모리 쓰기 : 메모리에 어떤 값을 저장하고 싶을 때 메모리에 보내는 제어 신호

 

3. 레지스터

• CPU 내부에 있는 작은 고속 저장 장치
• 명령어 주소, 코드, 연산에 필요한 데이터, 연산 결과 등을 임시로 저장

 

▶︎ 보조 기억 장치

• 전원이 꺼져도 내용을 잃지 않는 메모리 보조 장치
• 하드 디스크, SSD, USB 등

 

 

▶︎ 입출력 장치

• 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치
• 마이크, 키보드, 헤드셋, 프린터 등

 

 

▶︎ 메인보드

메인 보드

• 핵심 부품 4가지를 부착하여 연결할 수 있다
• 연결된 장치간 정보를 주고 받을 수 있는 통로인 버스가 있다
• 여러 버스 중 가장 중요한 것이 시스템 버스!

 

▶︎ 메인 보드 : 시스템 버스

https://hongong.hanbit.co.kr/%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0%EC%9D%98-4%EA%B0%80%EC%A7%80-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EB%B6%80%ED%92%88cpu-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EB%B3%B4%EC%A1%B0%EA%B8%B0%EC%96%B5%EC%9E%A5/

• 핵심 부품(CPU, 메모리, 입출력 장치)간 정보를 주고 받는 버스
• 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 3개의 버스로 구성
• 제어 버스 : 제어 신호 전달 (ex : 메모리 읽기, 메모리 쓰기)
• 데이터 버스 : 데이터 전달 (ex : 120)
• 주소 버스 : 읽고자/ 저장할 주소 전달 (ex: 1번지)

 

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Q&A

레지스터의 크기는?

32비트 또는 64비트 레지스터를 사용하고 있다. 대부분 현대 컴퓨터 시스템에서 64비트 아키텍쳐 사용.

 

제어 버스는 제어신호를 전달하니깐 전기적 신호인데, 다른 버스도 전기적 신호 전달?

다 전기적 신호로 구현된다. 전기적 신호는 이진 형태로 표현되며, 전압의 변화나 전류의 흐름과 같은 전긱적 특성을 기반한다.

데이터 버스 : 숫자 및 이진 데이터가 이동. 전기적 신호의 형태

주소 버스 : 메모리나 입출력 장치 등에 대한 주소 정보 전달. 전기적 신호

제어 버스 : 명령과 제어 신호 전송. 전기적 신호

 

제어판은 응용/ 시스템 중 무엇?

제어판의 운영체제에 포함된 소프트웨어의 일부로, 시스템 구성 및 관리를 위한 도구와 설정을 제공하는 사용자 인터페이스. 시스템 구성 및 관리를 위한 도구와 설정을 제공하는 사용자 인터페이스이다. 제어판은 응용 소프트웨어나 특정 프로그램이 아닌, 주로 시스템 관리와 설정을 위한 도구들의 모음이다. 도구 소프트웨어이다.

 

시스템 소프트웨어는 운영체제, 컴파일러, 쉘, 로더 등이 있다.

 

버스와 시스템 버스와 주요 차이는?

버스는 데이터, 주소 및 제언 신호 전송을 위한 통로의 집합이다. 시스템버스는 주로 CPU, 메모리, 그래픽 카드 등 시스템의 중요한 부분 간에 데이터 및 제어 신호를 전송하는데 사용