01. 컴퓨터 구조 시작하기

 

 

 

 

 

 

※ 책의 내용과 공부한 내용을 합쳐서 작성한 글 입니다. ※ 

 

 

이미지 출처: https://hongong.hanbit.co.kr/%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0%EC%9D%98-4%EA%B0%80%EC%A7%80-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EB%B6%80%ED%92%88cpu-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-%EB%B3%B4%EC%A1%B0%EA%B8%B0%EC%96%B5%EC%9E%A5/

[컴퓨터 구조] CPU, 메모리, 보조기억장치, 입출력장치를 알아보자

 

 

1. 컴퓨터 구조를 알아야하는 이유

컴퓨터는 0과 1로 표현된 정보만을 이해한다.

0과 1로 표현되는 정보에는 크게 두 종류가 있는데, 데이터와 명령어이다.

예를 들어, 1과 2는 데이터이고 '더하라. 1과 2를'은 명령어가 된다.

 

컴퓨터를 한마디로 정의해보면, "컴퓨터는 명령어를 처리하는 기계이다."

 

컴퓨터가 이해하는 정보에는 데이터와 명령어가 있지만, 둘 중 컴퓨터를 실질적으로 작동시키는 것은 명령어이다.

즉, 명령어는 컴퓨터를 작동시키는 정보이고, 데이터는 명령어를 위해 존재하는 일종의 재료이다.

 

프로그램은 "명령어들의 모음"으로 정의된다.

명령어는 컴퓨터 구조를 학습하는데 있어 더 중요한 개념이다.

 

 

나의생각)

"프로그램이 명령어들의 모음"이라는 말에서 프로그림이 실행되고 프로세스로 동작하는 부분이라고 생각한다.

 

프로그램이  동작을 안하면 보조기억장치에 있지만, 동작을 하면 프로그램의 동작에 필요한 명령어가 메모리에 올라(할당)가게 된다.

메모리에 있는 프로그램 명령어를 CPU가 가져와서 실행하게 된다.

 

 

 

2. 컴퓨터 구조의 큰 그림

1) 컴퓨터가 이해하는 정보

• 컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보를 가리켜 데이터라고 한다.
• 데이터는 명령어 없이는 아무것도 할 수 없는 정보이지만, 명령어는 데이터를 움직이고 컴퓨터를 작동 시키는 정보이다.

 

2) 컴퓨터 4가지 핵심 부품

메인보드와 시스템 버스

4가지 핵심 푸품을 설명하기 전에 4가지 부품이 위치하고 있는 메인보드(main board)에 대해서 알아보자!

 

 

메인보드

출처 나무위키:

컴퓨터에는 CPU, 파워 서플라이, DRAM, 그래픽 카드, SSD, HDD 등 수많은 부속 제품들이 들어 있다. 그런데 이런 부품들이 서로 따로 놀 수는 없는 노릇이라, 각 부품들을 하나로 연결해주는 회로와 밖으로 신호를 보낼 수 있는 출력 포트를 가지고 있는 부품이 필요한데, 이 기능들을 가지고 있는 부품이 바로 메인보드이다.

메인보드

 

시스템버스

• 메인보드에 연결된 부품들은 서로 정보를 주고 받을 수 있는데, 메인보드 내부에서 버스라는 통로가 있기 때문이다.
• 버스 안에는 네 가지 핵심 푸품을 연결하는 시스템 버스가 있다.
  • 주소를 주고 받는 주소 버스
  • 명령어와 데이터를 주고받는 데이터 버스
  • 제어 신호를 주고받는 제어 버스

 

중앙처리장치(CPU)

• 컴퓨터의 두뇌라고 한다.
• 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고 실행한다.
• 내부 구성요소는 산술논린연산장치(ALU), 레지스터, 제어장치가 있다.
  • ALU는 계산을 위해 존재한느 부품으로 컴퓨터 내부에서 수행되는 부품 대부분이 여기서 처리
  • 레지스터는 작은 임시 저장 장치로, 필요한 값들을 임시로 저장한다.
  • 제어장치는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치

주기억장치(메모리)

• 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품이다.
• 프로그램이 실행되려면 메모리에 저장되어 있어야 한다.
• 메모리에 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해서 주소 라는 개념이 사용된다.
  1번지, 2번지 등이 메모리 주소라고 보면 된다.

보조기억 장치

• 메모리는 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하지만, 단점이 있다.
  • 비싸고 저장 용량이 적다.
  • 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다.
• 전원이 꺼지면 작업한 내역을 잃게 되는 이유가 실행 중인 프로그램들은 메모리에 저장되는데, 전원이 꺼지면 내용이 날아간다.
• 즉, 전원이 꺼져도 잃어버리지 않는 공간을 보조기억장치이다.
• 장치로는 하드 디스크, SSD, USB 메모리 등이 있다.

입출력장치

• 입출력장치는 마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드 등 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치를 의미한다,
• 보조기억장치와 입출력장치를 관점에 따라 같은 것으로 볼 수도 있다.
• 대부분에서 서로 구분하기 때문에 구분지어서 생각하자.

 

 

+ 자바 코드 메모리

 

 

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참고 사이트

https://f-lab.kr/insight/understanding-java-and-jvm-memory-structure

자바와 JVM 메모리 구조의 이해

 

https://hongong.hanbit.co.kr/%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0-%EA%B5%AC%EC%A1%B0-%EC%9A%B4%EC%98%81%EC%B2%B4%EC%A0%9C/

[한빛미디어] 혼자 공부하는 컴퓨터 구조+운영체제