🤔 컴퓨터의 구조는 왜 알아야 하는 걸까?
1. 문제 해결 능력을 기를 수 있다.
문제가 생겼을 때 거리낌없이 컴퓨터 내부를 들여다볼 수 있어야 한다. 컴퓨터를 미지의 대상으로서 두려워하지 말고, 내려다보며 코딩하자.
2. 성능, 비용, 용량을 비교하며 프로그래밍을 할 수 있다.
결국 좋은 프로그래밍이란 '비용'에 대한 이야기를 빼놓을 수 없다. 최소의 비용으로 최선의 결과를 추구해야 한다.
컴퓨터의 구조
컴퓨터의 구조는 컴퓨터가 이해하는 정보, 컴퓨터의 핵심 (물리적)부품으로 나뉜다.
- 컴퓨터가 이해하는 정보
- 데이터
- 명령어
- 컴퓨터의 핵심 부품
- CPU
- 메모리
- 보조기억장치 / 입출력장치
컴퓨터가 이해하는 정보
데이터
정적인 정보. 컴퓨터와 주고받는 혹은 내부에 저장된 정보를 [ic]데이터[/ic]라 통칭하기도 한다.
명령어
컴퓨터를 실질적으로 움직이는 정보. 데이터는 명령어를 위한 일종의 재료이다.
컴퓨터 부품
CPU
컴퓨터의 두뇌와도 같다. 메모리에 저장된 명령어를 읽고, 해석하고, 실행한다.
구성요소로는 연산장치, 제어장치, 레지스터가 있다.
이미지와 같은 방식으로 반복하며 명령어를 한 줄 씩 실행한다.
- 프로세서 (processor)
- 프로그램을 실행
- 입력, 출력, 저장 장치 제어
메모리
- 메모리는 [ic]주소[/ic]라는 개념을 통해 내가 접근하고자 하는 데이터, 명령어에 접근할 수 있다.
- 프로그램는 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다.
보조기억장치
메모리의 경우, 비싸고 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는 [ic]휘발성 저장장치[/ic]라는 단점이 있다.
보조기억장치는 전원이 꺼져도 저장이 지속되고, 영구적으로 기억할 수 있다.
주기억장치에 비해 기억된 내용을 읽는 속도는 느리지만 대용량 기억도 가능하다.
메모리는 실행할 정보를 저장하고, 보조기억장치는 보관할 정보를 저장하는 역할을 나눠서 수행한다.
현재 사용하지 않는 프로그램은 보조기억장치에 저장하고, 작업이 수행될 때 주 기억 장치로 정보를 이동한다. (program loading)
디스크, USB 등이 보조기억장치이다.
입출력장치
컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있다.
대표적인 예시로 키보드, 모니터, 마우스 등이 있다.
👀 보조기억장치와 입출력장치는 뭐가 다를까?
사실상 딱 잘라 구분되는 개념은 아니다. 주변장치로 통칭하기도한다.
다만 보조기억장치는 메모리를 보조하는 특별한 입출력장치다.
기타 주요 요소
메인보드
- 핵심 부품들을 연결하는 판(board)이다.
- 메인보드에 연결된 부품은 버스Bus 를 통해 정보를 주고 받는다.
- 다양한 종류의 버스가 있는데, 컴퓨터의 핵심 부품을 연결하는 버스 중 대표적인 예시는 시스템 버스이다.
시스템 버스
- 컴퓨터의 척추와 같은 역할을 한다.
- 시스템 버스 내부 구성
- 주소 버스 : 주소를 주고받는 통로
- 데이터 버스 : 명령어와 데이터를 주고받는 통로
- 제어버스 : 제어 신호를 주고받는 통로
캐시 메모리
자주 사용되는 내용을 일시적으로 저장하여 프로그램 실행 속도를 향상시키기 위해 사용하는 메모리이다.
CPU 캐시, 디스크 캐시, 웹 캐시 등 다양한 종류가 있다.
최근 CPU 캐시는 L1, L2, L3 cache로 구성된다.
🔗 참고 링크
