[컴퓨터구조] 컴퓨터의 4가지 핵심 부품(CPU, 메모리, 보조기억장치, 입출력장치)

CPU

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컴퓨터의 두뇌이다.

메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고 읽어 들인 명령어를 해석하고 실행한다.

 

 

CPU의 역할과 작동원리

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먼저 CPU 내부 구성요소를 알아야 한다.

 

1. 산술논리연산장치

쉽게 말해 계산기이다. 계산만을 위해 존재하는 부품이다.

컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산은 ALU가 도맡아 수행한다.

 

2. 레지스터

작은 임시 저장 장치이다.

프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장하며 CPU 안에는 여러 개의 레지스터가 존재하고 각기 다른 이름과 역할을 가지고 있다.

 

3. 제어장치

제어 신호라는 전기 신호를 보내고 명령어를 해석하는 장치이다.

(ex. CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 읽기라는 제어 신호를 보내고 CPU가 메모리에 어떤 값을 저장하고 싶을 땐 메모리를 향해 메모리 쓰기라는 제어 신호를 보낸다.)

 

*여기서 제어신호란 컴퓨터 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 일종의 전기 신호를 말한다.

 

 

보조기억장치

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메모리는 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다. 하치만 두 가지 치명적인 약점이 있는데

첫째, 가격이 비싸 저장 용량이 적고

둘째, 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다.

 

따라서 메모리보다 크기가 크고 전원이 꺼져도 저장된 내용을 잃지 않는 메모리를 보조할 저장 장치가 필요하게 되었는데, 이 저장장치가 보조기억장치이다.

 

하드 디스크, SSD, USB 메모리, DVD, CD-ROM과 같은 저장 장치가 보조기억장치의 일종이다.

컴퓨터 전원이 꺼져도 컴퓨터에 파일이 남아 있었던 이유는 우리가 파일을 보조기억장치에 저장했기 때문이다.

메모리가 현재 ‘실행되는’ 프로그램을 저장한다면, 보조기억장치는 ‘보관할’ 프로그램을 저장한다고 생각하면 된다. 

 

 

 

입출력장치

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

 

 

 

메인보드와 시스템 버스

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컴퓨터의 핵심 부품들은 모두 메인보드라는 판에 연결된다. 메인보드에는 여러 컴퓨터 부품을 부착할 수 있는 슬롯과 연결 단자가 있다.

 

메인보드에 연결된 부품들은 서로 정보를 주고받을 수 있는데 이는 메인보드 내부에 버스라는 통로가 있기 때문이다. 하지만 여러 버스 가운데 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스는 시스템 버스이다.

 

시스템 버스는 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구성되어 있다. 주소 버스는 주소를 주고받는 통로, 데이터 버스는 명령어와 데이터를 주고받는 통로, 제어 버스는 제어 신호를 주고받는 통로이다.

 

시스템 버스를 조금 더 자세히 살펴보자.

CPU가 메모리 속 명령어를 읽어 들이기 위해 제어장치에서 ‘메모리 읽기’라는 신호를 내보낸다. 그런데 사실 CPU가 메모리를 읽을 땐 제어 신호만 내보내지 않는다.

 

① 제어 버스로 ‘메모리 읽기’ 제어 신호를 내보내고 

② 주소 버스로 읽고자 하는 주소를 내보낸다.

③ 그러면 메모리는 데이터 버스로 CPU가 요청한 주소에 있는 내용을 보낸다.

 

 

정리

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• 메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품
• CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 해석하고, 실행하는 부품
• 보조기억장치는 전원이 꺼져도 보관할 프로그램을 저장하는 부품
• 입출력장치는 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품
• 시스템 버스는 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품들이 서로 정보를 주고 받는 통로

 

 

+) 메모리(RAM, ROM)에 대한 정리

https://codingtoddlerr.tistory.com/entry/%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0%EA%B5%AC%EC%A1%B0-%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC-RAM-ROM

 

 

 

 

참고

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/