[Computer Architecture] 컴퓨터의 구성

컴퓨터 시스템

하드웨어 : 컴퓨터를 구성하는 기계적 장치

• 중앙처리장치(CPU)
• 기억장치 : Ram, HDD
• 입출력 장치 : 마우스, 키보드, 프린터

 

 

소프트웨어 : 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 명령어 집합

• 시스템 소프트웨어 : 운영체제, 컴파일러
• 응용 소프트웨어 : 워드 프로세서, 스프레드시트

 

---

 

하드웨어

 

1. 하드웨어는 중앙처리장치(CPU), 기억장치, 입출력장치로 구성되어 있다.
2. 이들은 시스템 버스로 연결되어 있으며, 시스템 버스는 데이터와 명령 제어 신호를 각 장치로 실어나르는 역할을 한다.

중앙처리장치(CPU)

• 인간으로 따지면 두뇌에 해당하는 부분이다.
• 주기억장치에서 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고 명령어의 수행 순서를 제어한다.
• 중앙처리장치는 비교와 연산을 담당하는 산술 논리 연산장치(ALU)와 명령어의 해석과 실행을 담당하는 제어장치, 속도가 빠른 데이터 기억장소인 레지스터로 구성되어 있다.
• 개인용 컴퓨터와 같은 소형 컴퓨터에서는 CPU를 마이크로프로세서라고도 부른다.

 

기억장치

• 프로그램, 데이터, 연산의 중간 결과를 저장하는 장치
• 주기억장치와 보조기억장치로 나누어지며 RAM과 ROM도 이곳에 해당한다.
• 실행중인 프로그램과 같은 프로그램에 필요한 데이터를 일시적으로 저장한다.
• 보조기억장치는 HDD, SSD 등을 말하며, 주기억장치에 비해 속도는 느리지만 많은 자료를 영구적으로 보관할 수 있는 장점이 있다.

 

입출력장치

• 입력과 출력 장치로 나누어진다.
• 입력 장치는 컴퓨터 내부로 자료를 입력하는 장치 (ex 키보드, 마우스 등)
• 출력 장치는 컴퓨터에서 외부로 표현하는 장치 (ex 프린터, 모니터, 스피커 등)

---

시스템버스

하드웨어 구성 요소를 물리적으로 연결하는 선을 뜻한다.
각 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 보낼 수 있도록 통로가 되어준다.
용도에 따라 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 나누어진다.

 

데이터 버스

• 중앙처리장치와 기타 장치 사이에서 데이터를 전달하는 통로
• 기억장치와 입출력장치의 명령어와 데이터를 중앙처리장치로 보내거나, 중앙처리 장치의 연산 결과를 기억장치와 입출력 장치로 보내는 "양방향" 버스이다.

주소버스

• 데이터를 정확히 실어나르기 위해 기억장치의 주소를 정해줘야 한다.
• 주소버스는 중앙처리장치가 주기억장치나 입출력장치로 기억장치 주소를 전달하는 통로이기 때문에 "단방향"버스이다.

제어버스

• 주소 버스와 데이터 버스는 모든 장치에 공유되기 때문에 이를 제어할 수단이 필요하다.
• 제어 버스는 중앙처리장치가 기억장치나 입출력장치에 제어 신호를 전달하는 통로이다.
• 제어 신호의 종류 : 기억장치 읽기 및 쓰기, 버스 요청 및 승인, 인터럽트 요청 및 승인, 클락, 리셋 등
• 제어버스는 읽기 동작과 쓰기 동작을 모두 수행하기 때문에 "양방향" 버스이다.

 

---

소프트웨어

시스템 소프트웨어

• 시스템 소프트웨어는 시스템 리소스(자원)을 관리하도록 설계되었고 응용 소프트웨어를 실행할 수 있는 플랫폼을 제공한다.
• 시스템 소프트웨어는 저수준 언어(어셈블리 언어)로 작성된다.
• 시스템 소프트웨어는 시스템이 켜지면 실행을 시작하고 시스템이 종료될 때까지 실행된다.
• 시스템 소프트웨어 없이는 시스템을 시작할 수 없다.
• ex) 운영 체제(Linux, Windox, Mac OS) 등

 

응용 소프트웨어

• 응용 소프트웨어는 실행될 때 특정 작업을 수행하기 위해 설계되었다.
• 응용 소프트웨어는 Java, C++, .net, VB 등의 고급 언어로 작성된다.
• 응용 소프트웨어는 사용자가 요청할 때 실행된다.
• 응용 소프트웨어는 시스템을 실행하는데 필요하지 않다. 사용자 별로 다르다.
• ex) Microsoft Office, Photoshop 등