[CS] 컴퓨터의 기본 구조 / 정보의 표현과 저장 / 시스템의 구성

WIL(Weekly I Learned)

컴퓨터의 기본 구조

• 중앙처리장치 / 주기억장치 / 보조기억장치 / 입출력장치

  중앙처리장치

• 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석, 실행
• CPU의 세가지 구성요소
  1. ALU - 오직 계산만을 위해 존재
  2. 레지스터 - CPU 내부의 작은 임시 저장 장치로서 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장
  3. 제어장치 - 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 일종의 전기 신호인 제어 신호라를 내보내고 명령어를 해석

주기억장치

• RAM과 ROM으로 구분
• 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
• 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위하여 주소라는 개념을 사용

보조기억장치

• 하드 디스크, SSD, USB같은 저장 장치
• 실행 중인 프로그램이 저장되는 메모리는 전원이 꺼지면 내용이 날아감 -> 메모리보다 크기가 크고 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는 메모리가 필요 -> 보조기억장치

입출력장치

• 마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드 등
• 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치
• 주변장치라 통칭하기도 함

정보의 표현과 저장

• 코드 / 데이터
• 기계어 / 어셈블리 언어 / 고급언어

  컴퓨터의 언어

• 컴퓨터는 프로그램 코드를 통해 정보를 처리하고 데이터를 가공
• 이런 정보와 데이터는 모두 2진수로 이루어짐
• 이렇게 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 없기 때문에 컴파일러라고 부르는 소프트웨어에 의해서 하드웨어가 이해할 수 있는 언어로 번역

기계어

• 기계어는 컴퓨터가 사용하는 언어
• 컴퓨터의 CPU가 명령을 처리할 때 사용하는 언어
• 2진법으로 구성

어셈블리 언어

• 기계어에서 숫자를 의미 있는 단어로 바꿔서 사람들이 이해하기 쉽게 만든 언어
• 프로그래머가 어셈블리어로 작성한 프로그램 소스를 기계어로 변역하여 CPU가 사용
• 어셈블리어를 기계어로 번역하는 프로그램이 어셈블러

고급 언어

• 문법 구조가 기계어와 유사하면 저급언어 / 사람들이 이해하기 편하도록 만들어진 프로그래밍 언어가 고급언어
• 컴파일러 - 고급언어로 작성된 명령어를 기계어로 변경하는 프로그램
• 인터프리터 - 고급언어를 한줄씩 번역해서 실행 결과를 바로 출력하는 프로그램

시스템의 구성

• 시스템 버스 - 메인 메모리와 마이크로 프로세서 사이 데이터를 전달하기 위해 사용되는, 커넥터와 케이블로 구성된 통로
  1. 어드레스 버스
  • 버스 아키텍쳐로 데이터를 주고받는 데 사용
  • physical memory의 하드웨어 주소에 의해 정의되는 장치 사이에서 데이터를 주고 받는 데 사용
  • CPU 또는 DMA(Direct Memory Access)가 가능한 장치에 의해 사용
    1. 제어 버스
  • CPU에 의해 사용되며 컴퓨터 내에 포함된 장치들과 통신에 사용
  • 물리적인 케이블이나 회로에서 사용
  • 양방향이고 내부 또는 외부 부품에 대해 CPU를 도와 제어 신호를 동기화
    1. 데이터 버스
  • 컴퓨터나 장치 안에 커넥터 또는 와이어로 구성된 데이터 전송 시스템