🖥️컴퓨터 구조 - 컴퓨터의 4가지 핵심 부품과 역할

최근 혼자 공부하는 컴퓨터구조+운영체제 책을 사서 공부중이고, 이를 기록으로 남기려고 합니다. 

 

 

세상에는 라즈베리 파이와 같은 작은 컴퓨터부터 스마트폰, 데스크탑, 노트북, 서버컴퓨터 등 용도와 크기가 다 제각각이지만, 이를 이루는 핵심 부품은 크게 다르지 않다.

알아야 할 4가지 핵심 부품은 중앙처리장치(CPU), 주기억장치, 보조기억장치, 입출력장치이다. 

 

1. 중앙처리장치 (CPU) 

CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석,실행하는 부품이다. CPU의 내부 구성 요소를 알아야 CPU의 작동 원리를 이해할 수 있다. 그 중 가장 중요한 3가지 요소는 아래와 같다.

 

산술논리연산장치(ALU)

    ALU는 계산만을 수행하는 부품이다. 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산을 맡아서 수행한다

레지스터

    레지스터는 CPU 내부의 작은 임시 저장 장치이다. CPU 안에 여러 개의 레지스터가 존재하고 각자 맡은 역할이 다르다.

제어장치

    제어 신호라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치이다. 

 

 

2. 주기억장치 (메모리)

 

주기억장치의 종류 

1. RAM(Random Access Memory)

2. ROM(Read Only Memory) 

메모리라는 용어는 보통 RAM을 지칭한다. 

 

메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품이다. 즉 프로그램이 실행되려면 주기억장치에 저장되어있어야 한다. 이 때 명령어와 데이터에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해 주소라는 개념이 사용된다. 현실에서도 주소를 통해 원하는 곳을 찾아가는 것 처럼 각 명령어와 데이터가 저장되어있는 곳의 주소가 있고, CPU는 주소를 통해 데이터와 명령어를 찾아간다고 생각하면 좋을 것 같다.

 

3. 보조기억장치

하드 디스크,SSD,USB 메모리와 같은 저장 장치가 보조기억장치의 일종이다. 메모리는 현재 실행되는 프로그램을 저장하고, 보조기억장치는 보관할 프로그램을 저장한다. 

앞서 말한 메모리는 가격이 비싸 저장 용량이 적고, 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다. 전원이 꺼져도 컴퓨터에 파일이 남아있는 이유는 보조기억장치에 파일을 저장했기 때문이다. 

 

4. 입출력장치

마이크, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드처럼 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치를 의미한다.

 

 

메인보드와 시스템 버스 

컴퓨터의 여러 구성 부품들을 연결해주는 것이 메인보드(마더보드) 이다. 메인보드에 연결된 부품들은 서로 정보를 주고 받는데, 메인보드 내부에 버스라는 통로를 통해서 주고받는다. 컴퓨터 내부에 다양한 통로가 있고, 그 중에서 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스는 시스템버스이다.

 

시스템 버스는 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구성되어 있다. 메모리에서 설명한 주소를 주고받는 주소 버스, 제어장치가 내보내는 제어 신호를 주고받는 제어 버스, 명령어와 데이터를 주고받는 데이터 버스를 통해 4가지 핵심 부품들이 정보를 주고받는다.