[컴퓨터구조] 컴퓨터시스템 개요

컴퓨터는 수치적 혹은 논리적 데이터를 적절히 처리하는 것이다.

 

 

컴퓨터시스템의 기본 구성요소

컴퓨터는 크게 두 가지의 구성요소로 동작한다.

1. 하드웨어 (Hardware)
2. 시스템 소프트웨어 (System software)
   • 응용 소프트웨어 (Application software)

 

하드웨어

• 컴퓨의 각 정보 전송 통로 제공 및 정보 처리가 실제로 일어나는 물리적 장치들

 

Hardware trees

 

 

소프트웨어

• 정보처리의 종류와 수행 시간을 지정하는 명령(command)들의 집합
• 하드웨어에 의존적이며 하드웨어가 제공해주는 기능들을 이용한 최종적 결과물을 산출한다.
• 소프트웨어의 정보 처리 속도는 하드웨어에 달려있다. 단, 소프트웨어 질에 따라 하드웨어 사용 효율이 차이난다.
• 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 소분류된다.

	시스템 소프트웨어	응용 소프트웨어
용도	하드웨어와 다른 소프트웨어 간 상호작용 관리 및 지원	사용자가 실제 작업을 수행하기 위한 소프트웨어
사용처 예시	운영체제	워드 프로세싱
	드라이버	그래픽 디자인
	유틸리티	게임

 

 

---

컴퓨터의 기본 구조

 

컴퓨터는 프로그램 코드들을 정해진 다음 순서대로 실행(execute)한다.

 

1. Read
   • 필요한 데이터를 읽는다.
2. Process
   • 읽어들인 데이터를 처리한다.
3. Store
   • 결과를 저장한다.

 

 

중앙처리장치 (CPU)

중앙처리장치(Central Processing Unit), 통칭 CPU는 '프로그램 실행'과 '데이터 처리'를 중추적으로 담당한다.

CPU는 프로세서(processor)로도 불리우며, 컴퓨터의 특성과 성능 대부분을 결정한다.

 

CPU가 한 번에 처리가능한 데이터 길이(비트 수)에 따라 32bit, 64bit 컴퓨터로 분류될 정도로 컴퓨터의 이론적 처리 속도는 CPU 속도로 결정된다. (실제 속도는 시스템 내 다른 요소들에 의해 약간 낮아진다.)

 

CPU가 처리할 프로그램 코드들과 데이터는 기억장치(Memory or Storage Device)에 저장되고 기억장치는 특성과 속도 및 용도에 따라 주기억장치와 보조저장장치로 나누어진다.

 

 

 

기억장치

주기억장치 (Main memory)

• CPU 가까이 위치하며 반도체 기억장치 칩들로 이루어져 고속 액세스가 가능하다.
• 가격이 높고 면적을 많이 차지하여 저장 용량에 한계가 있다.
• 영구 저장 능력이 없기에 프로그램 실행 중 일시적으로 사용된다.
• RAM과 ROM이 포함된다.

 

보조저장장치 (Auxiliary storage device, Secondary memory)

• 하드 디스크(Hard disk), CD-ROM, SSD와 같은 영구저장 능력을 가진 기억장치들이다.
• 저장 밀도가 높고 비트당 가격이 낮지만 기계적 장치가 포함되어 속도가 느리다.
• 주변장치(Peripheral device)로 구분되기도 한다.
  • CPU가 직접 액세스하지 못하고 별도 제어기(controller)로 액세스되기 때문이다.

 

 

입출력장치 (I/O device)

• 사용자와 컴퓨터의 의사소통을 위한 도구들이다.
• 키보드, 모니터, 프린터 등 다양한 장치들이 존재한다.
• CPU와 직접 데이터 교환을 할 수 없다. 각 장치마다 별도의 제어기(controller)가 CPU로부터 명령을 받아 장치의 동작을 제어하고 데이터를 이동시킨다.

 

시스템 버스 (System bus)
컴퓨터 시스템 내에서 다양한 하드웨어 장치들 사이에 데이터, 주소, 제어 신호를 전달하는 통신 경로를 의미한다. 각 하드웨어의 상호작용 및 CPU와 메모리 간의 데이터 전송, 입출력 장치와의 통신, 제어 신호 전달 등이 이루어진다.