[혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제] - 컴퓨터 구조 시작하기1
학습영상 ↓
https://www.youtube.com/watch?v=kFWP6sFKyp0&list=PLYH7OjNUOWLUz15j4Q9M6INxK5J3-59GC
[ 컴퓨터 구조 시작하기 ]
좋은 개발자가 되기 위해서는 프로그래밍 언어의 문법과 함께 컴퓨터의 근간을 알아야 한다
1. 컴퓨터 구조를 알아야 하는 이유
1. 문제해결능력을 기를 수 있고
2. 성능, 용량, 비용을 고려한 개발을 할 수 있다
컴퓨터 구조를 알면 문법에 맞는 소스 코드를 컴퓨터에 입력만 하는 개발자에서 컴퓨터를 내려다보며 문제를 해결할 수 있는 개발자가 될 수 있다
2. 컴퓨터 구조의 큰 그림
컴퓨터가 이해하는 정보 - 데이터 , 명령어
컴퓨터의 네 가지 핵심 부품
켬퓨터가 이해하는 두 가지 정보
1. 데이터
숫자, 문자와 같이 정적인 정보이다.
컴퓨터와 주고 받는 내부에 저장된 정보를 데이터로 통칭하기도 한다.
0과 1로 숫자를 표현하는 방법
0과 1로 문자를 표현하는 방법
2. 명령어
컴퓨터는 명령어를 처리하는 기계이다. 명령어라는 정보는 컴퓨터를 실질적으로 움직이게 하는 정보이고 데이터는 명령어를 실행하기 위한 일종의 재료이다.
EX) 명령어는 1과 2를 더하라. 1, 2는 데이터고 더하라는 명령어인 것이다.
'안녕하세요'를 출력하라 -> 안녕하세요는 데이터, 출력하라는 명령어.
컴퓨처의 네 가지 핵심 부품
CPU, 메모리, 보조기억장치, 입출력장치
CPU
구성
- ALU (산술논리연산장치) : 계산기 (산술 연산을 하고 논리 연산을 하는 장치)
- 레지스터 : CPU 내부의 작은 저장장치 (CPU 내에 여러 개 있음)
- 제어장치 : 제어 신호를 내보내고, 명령어를 해석하는 장치 (제어신호는 컴퓨터의 부품들을 관리하고 작동시키기 위한 전기 신호)
메모리 (RAM, 주기억장치)
- 프로그램이 실행되기 위해서는 해당 내용이 메모리에 저장되어 있어야 한다
- 메모리는 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장한다
- 메모리에 저장된 값의 위치는 주소로 알 수 있다
CPU와 메모리 작동
1. CPU에 제어장치가 메모리를 향해 제어 신호를 내보냄
2. 메모리는 1번지에 해당하는 명령어를 CPU로 보냄
3. CPU는 레지스터로 가져감
4. 레지스터는 제어장치한테 명령어를 해석시킴
5. 제어장치는 필요한 거를 메모리 읽기 해서 다시 메모리한테 제어신호를 보냄 필요한거 가져와야 되니깐
6. 메모리는 필요한거 레지스터에 갖다줌
7. 레지스터는 해당 데이터를 ALU한테 보내주고
8. ALU는 연산 결과를 레지스터에 반환해줌
정리
CPU는 메모리에 저장된 값을 읽어 들이고 해석하고 실행하는 장치다
CPU 내부에는 ALU 레지스터 제어장치가 있다
ALU는 계산하는 장치
레지스터는 임시 저장 장치
제어장치는 제어 신호를 발생시키고 명령어를 해석하는 장치
보조기억장치 (USB, 하드디스크, SSD카드 등)
메모리 - 비싸다, 전원이 꺼지면 저장된 내용을 잃는다 (휘발성저장장치)
보조기억장치는 전원이 꺼져도 보관될 프로그램을 저장하는 부품
메모리는 실행할 정보를 저장하고
보조기억장치는 보관할 정보를 저장한다
입출력장치 : 컴퓨터와 정보를 주고 받을 수 있는 장치 (마우스 키보드 모니터 등등)
입출력장치는 컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와 정보를 교환할 수 있는 부품
보조기억장치랑 입출력장치를 나누어 설명하지만 실질적으로 컴퓨터와 주고받는 양상을 보면 딱 잘라 구분되는 개념은 아님
아울러서 주변장치라 칭하기도 함
다만 입출력 장치와 보조기억장치의 다른점은 보조기억장치는 메모리를 보조하는 특별한 입출력장치다 !
위 네 가지가 상호작용을 이루는 장치가 메인보드(마더보드)이다
- 메인보드에 연결된 부품은 버스를 통해 정보를 주고 받음
- 버스는 컴퓨터의 부품끼리 정보를 주고받는 일종의 통로이다
- 다양한 종류의 버스가 있다
- 컴퓨터의 핵심 부품을 연결하는 버스는 시스템 버스
시스템버스는 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품이 서로 정보를 주고 받을 수 있는 통로
시스템 버스의 내부 구성
주소버스: 주소를 주고 받는 통로
데이터 버스: 명령어와 데이터를 주고 받는 통로
제어 버스: 제어 신호를 주고 받는 통로