컴퓨터 구조 : 컴퓨터의 구성

📗 컴퓨터의 구성

컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어, 소프트웨어 2가지로 나뉜다.

 

• 하드웨어 : 컴퓨터의 시스템을 구성하는 기계적 장치를 말한다.  
• 소프트웨어 : 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어의 집합을 말한다.

 

📗 하드웨어란?

하드웨어는 크게 3가지로 나뉘는데

중앙 처리 장치, 기억 장치, 입출력 장치가 있다.

 

중앙 처리 장치는 우리가 잘 아는 컴퓨터의 핵심인 CPU를 말하고

기억장치는 RAM, HDD 를 말하며

입 출력 장치는 마우스, 프린터, 키보드, 모니터 등등 컴퓨터에게 명령을 하고

명령의 대한 결과를 볼 수 있는 장치이다.

 

📗 소프트웨어란?

소프트웨어는 크게 2가지로

시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 나뉜다.

 

시스템 소프트웨어 : 응용 프로그램과 하드웨어 장치 사이에 존재하는

소프트웨어를 통칭하는 말. 운영체제, 컴파일러, 로더, 디바이스 드라이버, 쉘 등이 있다.

 

응용 소프트웨어 : 사용자가 컴퓨터를 사용하여 어떠한 일을 하려고 할 때

사용되는 모든 프로그램을 말함.

 

📗 하드웨어의 구조

 

하드웨어는 크게 CPU, 기억 장치, 입출력 장치로 구성되어있다.

각 장치들은 데이터와 명령 제어 신호를 실어 나르는 시스템 버스로 연결되어있다.

 

💻 시스템 버스

시스템 버스는 하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선을 말한다.

각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로의 역할을 한다.

용도에 따라서 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나누어진다.

 

• 데이터 버스(WHAT)

CPU와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로이다.

기억장치와 입출력장치의 명령어와 데이터를 CPU로 보내거나, 중앙처리장치의 

연산 결과를 기억장치와 입출력 장치로 보내는 '양방향' 버스다.

 

• 주소 버스(WHERE)

데이터를 정확한 위치에 전달하기 위해서는 '주소'를 알아야한다.

주소 버스는 CPU가 메모리나 입출력장치로 기억장치 주소를 전달하는

'단방향' 버스다.

 

• 제어 버스

주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되기 때문에 이를 제어할 수단이 필요하다.

제어 버스는 CPU가 기억장치나 입출력장치에 제어 신호를 전달하는 통로다.

제어 버스는 읽기와 쓰기 동작을 모두 수행하므로 '양방향' 버스다.

 

💻 CPU (중앙처리장치)

CPU는 주기억장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 명령어의 수행 순서를

제어한다. 중앙처리장치는 비교와 연산을 담당하는 산술논리연산장치(ALU) 와

명령어의 해석과 실행을 담당하는 제어장치, 속도가 가장 빠른 데이터 기억장소인 

레지스터로 구성되어있다.

 

💻 레지스터

고속 기억장치로 명령어 주소, 코드, 연산에 필요한 데이터, 연산 결과등을 임시로 저장한다.

용도에 따라 범용 레지스터와 특수목적 레지스터로 구분된다.

CPU 종류에 따라 사용할 수 있는 레지스터 개수와 크기가 다르다.

 

특수 목적 레지스터 중 중요한 레지스터

• MAR(메모리 주소 레지스터) : 읽기와 쓰기 연산을 수행할 메모리 주소를 저장함
• PC(프로그램 카운터) : 다음에 수행할 명령어 주소를 저장함
• IR(명령어 레지스터) : 현재 실행 중인 명령어를 저장함
• MBR(메모리 버퍼 레지스터) : 메모리에서 읽어온 데이터 or 저장할 데이터를 임시 저장함
• AC(누산기) : 연산 결과를 임시로 저장함

 

💻 기억장치(메모리)

기억장치는 프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치다.

기억장치는 하드디스크 드라이브나 플래시 메모리 같이 장기적인 저장을 위해

사용하는 것(보조기억장치)과 기억장치와 회로 내에서 짧은 시간동안 상태를 저장하는

용도로 사용하는 기억장치(주기억장치)로 구분할 수 있다.

 

주기억장치 => RAM, ROM

보조기억장치 => HardDisk ...

 

💻 입출력장치

입력과 출력장치로 나뉘어지며

입력 장치는 컴퓨터 내부로 데이터를 입력하는 마우스, 키보드 등이 있고

출력 장치는 컴퓨터에서 외부로 표현하는 장치로 모니터, 스피커 등이 있다.