Computer Structure

컴퓨터는 크게 3가지의 핵심부품으로 이루어져있다. 바로 메모리,CPU, 입출력장치가 바로 그것이다.

이 3개의 장치가 어떤 역할을 하는지 한번 살펴보자

메모리

메모리는 실행되는 프로그램들의 명령어와 데이터를 저장한다. 따라서 프로그램들은 모두 메모리상에 저장되어있어야 한다. 이때, 메모리상에 저장되는 프로그램, 그안의 명령어와 데이터들을 빠르게 찾고 접근하기위해 사용 되는 개념이 바로 메모리 주소이다.

메모리는 크게 주기억장치와 보조기억장치로 구분된다.

주기억장치

우리가 컴퓨터를 맞출때 "RAM이 몇기가야?", "16기가 RAM 꽂으면 잘 돌아가겠지?" 라고 말하는 RAM이 바로 주기억장치이다.

RAM은 Ramdom Access Memory 의 약자로써, 응용 프로그램 / 운영체제등을 불러와 CPU가 작업할수 있도록 하는 장치이다. 저장된 데이터를 읽을수도 있고, 새로운 데이터를 저장시킬수도 있다. 다만, 휘발성 장치이기 때문에, 컴퓨터의 전원이 꺼지면 저장된 데이터가 사라진다. (우리가 흔히 말하는 메모리가 바로 RAM이다.)

추가적으로 RAM 말고도 ROM이라는 장치도 주기억장치 중 하나인데, Read Only Memory의 약자로써 이름 그대로 저장된 데이터를 읽는 것만 가능하다. 또한 비휘발성 장치이기 때문에 컴퓨터의 전원이 꺼져도 저장된 데이터는 유지된다. (주로 영구적인 설정이 필요한 BIOS에서 사용된다.)

보조기억장치

앞서 언급한 주기억장치가 가진 적은 저장용량과 휘발성이라는 단점을 보완하기 위해 필요한 장치가 바로 보조기억 장치이다. 대표적으로 HDD와 SSD 가 있다.

HDD(Hard Disk Driver)는 물리적으로 디스크를 회전시켜(!) 데이터를 저장하는 장치이다.

과거 대중적으로 사용되던 기억장치였으나, 회전으로 인한 소음발생, 물리적으로 저장하는 특성상 충격에 취약 하다는 단점을 보완한 SSD의 등장으로 사용 빈도가 줄었다.

SSD (Solid State Driver)는 HDD와 달리 플래시 메모리를 사용하여 데이터를 저장하기 때문에 보다 빠른 속도, 적은 소음, 경량화가 가능하다는 장점이 있다.

플래시 메모리 : 전원이 꺼져도 저장된 데이터가 사라지지 않으며, 물리적인 충격에 취약한 HDD의 단점을 보완하기 위해 개발

우리가 전원을 끄고 다시켜도 설치한 파일들이 남아있는 이유도 이 보조기억장치 때문이다.

정리하자면 주 기억장치에는 우리가 실행하는 프로그램을 저장하고, 보조 기억장치에는 우리가 보관할 프로그램을 저장한다.

CPU

CPU는 먼저 살펴본 메모리에 저장된 명령어를 읽고 실행하는 부품이다.

크게 산술논리연산장치(Arithmetic Logic Unit), 레지스터, 제어장치로 구성되어있다.

먼저 산술논리연산장치, ALU는 컴퓨터 내부에서 수행되는 모든 연산을 도맡아서 수행한다.

레지스터는 CPU가 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시적으로 저장하는 역할을 수행한다. 한 CPU안에 여러 레지스터가 존재하며, 각각 다른 역할을 수행한다. RAM과 같이 휘발성 장치이다.

제어장치는 제어신호라는 전기 신호를 보내 메모리에 저장된 명령어들을 해석하는 역할을 수행한다. 명령어를 해석하여 ALU나 메모리에 알맞은 신호를 보낸다.

이 3가지 장치를 합쳐 명령어를 처리하는 논리회로를 우리는 프로세서 라고 부른다

이 프로세서를 사용해 얼마나 빠르게 명령어를 처리할수 있느냐가 컴퓨터의 성능을 나타내는 주요 요소 중 하나인데 이것을 바로 클럭 이라고 한다. 보통 N.xGHz 라고 명시 되어 있는데 1GHZ는 1초에 명령어 1개를 처리할수 있다는 뜻이다. (컴퓨터는 0,1밖에 이해하지 못하기 때문에 0 또는 1 한개를 처리한다는 뜻)

이 프로세서는 한개 이상의 코어로 구성되어 있다. 여기서 말하는 코어가 바로 우리가 컴퓨터를 살때 확인할수 있는 "쿼드러플 코어 탑재", "듀얼코어 탑재" 라는 문구에 쓰인 코어이다.

코어는 프로세서의 업무를 분담하여 더욱 빠르게 명령어를 처리할수 있도록 돕는다. 예를 들어 트리플 코어라고 함은, 1개의 프로세서의 업무를 3개의 코어가 분담하여 처리한다는 의미 이기에 코어 역시 컴퓨터 성능 지표로 주로 사용된다.

입출력장치

입출력장치는 컴퓨터 외부에 연결되어 사용자가 컴퓨터와 정보를 교환할수 있게 하는 장치를 말한다.

키보드, 마우스 등이 입력장치, 모니터, 스피커 등이 바로 출력장치에 해당한다.