[Study - CS > Computer Architecture] 컴퓨터의 구성
컴퓨터의 구성
컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어와 스프트웨어로 나뉜다.
- 하드웨어 : 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치
- 소프트웨어 : 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어의 집합
하드웨어
http://wiki.hash.kr/index.php/%ED%95%98%EB%93%9C%EC%9B%A8%EC%96%B4
중앙 처리 장치(CPU)
사람으로 따지면 두뇌에 해당하는 부분이다.
주기억 장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와서 처리하고 명령어의 수행 순서를 제어한다.
CPU는 아래와 같이 구성되어 있다.
- 산술 논리 연산 장치(ALU) : 비교와 연산을 담당
- 제어 장치 : 명령어의 해석과 실행을 담당
- 레지스터 : 속도가 빠른 데이터 기억장소
개인용 컴퓨터와 같은 소형 컴퓨터에서는 CPU를 마이크로 프로세서라고도 부른다.
기억 장치
프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치이다.
주기억 장치와 보조 기억 장치로 나누어지며, RAM과 ROM도 이곳에 해당한다.
실행중인 프로그램과 같은 프로그램에 필요한 데이터를 일시적으로 저장한다.
보조 기억 장치는 하드 디스크 등을 말하며, 주기억 장치에 비해 속도는 느리지만 많은 자료를 영구적으로 보관할 수 있다.
입출력 장치
입력과 출력 장치로 나누어진다.
- 입력 장치 : 컴퓨터 내부로 자료를 입력하는 장치 (키보드, 마우스 등)
- 출력 장치 : 컴퓨터에서 외부로 표현하는 장치 (프린터, 모니터, 스피커 등)
시스템 버스
각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로가 되어준다.
즉, 하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선이다.
용도에 따라 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나누어진다.
데이터 버스
CPU와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로이다.
기억 장치와 입출력 장치의 명령어와 데이터를 CPU로 보내거나, CPU의 연산 결과를 기억 장치와 입출력 장치로 보내는 양방향 버스이다.
주소 버스
데이터를 정확히 실어나르기 위해서는 기억 장치 주소를 정해줘야 한다.
주소 버스는 CPU가 주기억 장치나 입출력 장치로 기억 장치 주소를 전달하는 통로이기 때문에 단방향 버스이다.
제어 버스
주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되기 때문에 이를 제어할 수단이 필요하다.
제어 버스는 CPU가 기억 장치나 입출력 장치에 제어 신호를 전달하는 통로이다.
제어 신호 종류 : 기억 장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클럭, 리셋 등
인터럽트 : 주로 입출력 장치의 처리가 필요할 때 CPU에게 알려 이를 처리할 수 있도록 하는 일종의 신호이다.
클럭 : CPU의 속도를 나타내는 단위이다. (클럭 수가 높을수록 컴퓨터의 처리 속도가 빠르다는 것을 의미한다.)
제어 버스는 읽기 동작과 쓰기 동작을 모두 수행하기 때문에 양방향 버스이다.
컴퓨터는 기본적으로 읽고 처리한 뒤 저장하는 과정으로 이루어진다. (READ –> PROCESS –> WRITE)
이 과정을 진행하면서 끊임없이 주기억 장치(RAM)과 소통한다. 이때 운영 체제가 64bit라면 CPU는 RAM으로부터 데이터를 한번에 64bit씩 읽어온다.
소프트웨어
- 시스템 소프트웨어 : 운영체제, 컴파일러
- 응용 소프트웨어 : 워드프로세서, 스프레드시트