[컴퓨터구조/Computer Architecture] 컴퓨터의 구성

Abstract

컴퓨터 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나뉜다.

하드웨어 : 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치
소프트웨어 : 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어의 집합

하드웨어

• 중앙처리장치 CPU
• 기억장치
• 입출력 장치
  

  

하드웨어의 구성요소는 시스템 버스로 연결되어 있다.

중앙처리장치(CPU)

• 인간의 두뇌에 해당하는 부분
• 주기억장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어서 처리하고, 명령어의 수행 순서를 제어한다.

비교와 연산을 담당하는 산술 논리 연산장치 ALU
명령어의 해석과 실행을 담당하는 제어장치
속도가 빠른 데이터 기억 장소인 레지스터

기억장치

• 프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치
• 실행중인 프로그램에 필요한 데이터를 일시적으로 저장한다.

주기억장치

RAM, ROM

보조기억장치

주기억장치에 비해 속도는 느리지만 많은 자료를 영구적으로 보관할 수 있다. 하드디스크, CD, 자기 테이프

입출력 장치

입력장치 : 컴퓨터 내부로 자료를 입력하는 장치 키보드, 마우스 등
출력장치 : 컴퓨터에서 외부로 표현하는 장치 프린터, 모니터, 스피커 등

시스템 버스

• 하드웨어 구성요소를 물리적으로 연결하여 데이터와 명령 제어 신호를 각 장치로 나르는 일을 한다.

데이터 버스

중앙처리장치와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로이다.
기억장치와 입출력 장치의 명령어와 데이터를 중앙처리장치로 보낸다.
중앙처리장치의 연산 결과를 기억장치와 입출력 장치로 보낸다.
양방향 버스다.

주소 버스

중앙처리장치가 주기억장치나 입출력장치로 기억장치 주소를 전달하는 통로이다.
단방향 버스다.
주소가 필요한 이유 : 데이터를 정확하게 나르기 위해서

제어 버스

중앙처리장치가 기억장치나 입출력 장치에 제어 신호를 전달하는 통로이다.
주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되기 때문에 이를 제어할 수단이 필요하다.
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 버스이다.

컴퓨터의 기본 과정

컴퓨터는 기본적으로 읽고 처리한 뒤 저장하는 과정으로 이루어진다.
READ -> PROCESS -> WRITE

이 과정을 진행하면서 끊임없이 주기억장치(RAM)와 소통한다. 이때 운영체제가 64 bits 라면, CPU는 RAM으로부터 데이터를 한 번에 64 bits씩 읽어온다.

소프트웨어

• 시스템 소프트웨어 : 운영체제, 컴파일러
• 응용 소프트웨어 : 워드프로세서, 스프레드시트

참고 사이트

컴퓨터의 구성
기억장치의 종류와 특성