[Computer Architecture] 컴퓨터의 기본 구조와 기능

September 8, 2024

🖥️ 컴퓨터의 기능과 구성

컴퓨터가 수행할 수 있는 기본적인 기능으로는 네 가지가 있다.

데이터 처리:
컴퓨터는 다양한 연산 작업을 통해 데이터를 처리한다.
데이터 저장:
데이터를 임시 또는 영구적으로 저장하며, RAM 같은 내부 기억장치와 하드 드라이브나 SSD 같은 외부 기억장치로 나뉜다.
데이터 이동:
데이터를 입력 장치에서 받아 출력 장치로 전달하며, 입출력(I/O) 과정을 통해 데이터를 주고받는다.
제어:
컴퓨터 내부에서는 제어 유니트(control unit)가 명령어에 따라 컴퓨터의 자원을 관리하고, 모든 동작이 원활하게 수행되도록 조정한다.

중앙처리장치(CPU):
컴퓨터의 핵심 장치로, 명령어를 실행하고 계산을 담당한다. 컴퓨터의 동작을 제어하고 데이터 처리 기능들을 수행한다. 간단히 프로세서라고 부르기도 한다.
주기억장치(Main Memory):
프로그램과 데이터를 저장하며, CPU가 빠르게 접근할 수 있다.
입출력 장치(I/O):
컴퓨터와 외부 장치 간의 상호작용을 담당하는 장치로, 데이터를 입력하고 처리된 결과를 출력한다.
시스템 상호연결(System interconnection):
CPU, 주기억장치, 입출력 장치 등을 연결하는 시스템 버스로, 이들 사이에서 데이터가 원활하게 이동하도록 지원한다.

메인보드:
공통의 버스 배선과 인터페이스 회로를 모아 놓고 슬롯 형태의 작은 보드를 꽂아 사용하는 기판 구조에서 어미가 되는 기판이다. 컴퓨터의 모든 부품이 연결되는 기판으로, 여러 부품 간의 데이터 흐름을 관리한다.
CPU:
산술 및 논리 연산을 수행하며, 컴퓨터의 동작을 전반적으로 제어한다.
RAM:
현재 실행 중인 프로그램과 데이터를 임시로 저장하며, CPU가 빠르게 접근할 수 있는 기억장치이다.
칩셋:
CPU와 다른 하드웨어 부품 간의 통신을 제어하며, 시스템 전체의 효율성을 높인다.
보조기억장치(HDD, SSD):
데이터를 영구적으로 저장하는 장치로, CPU가 직접 접근할 수 없지만 대용량 데이터를 보관한다.

컴퓨터 시스템 전체를 제어한다.

주기억장치(RAM): 수행 중인 프로그램과 이를 위해서 필요한 데이터를 기억하고 있는 장치
- 휘발성 메모리로 전원이 꺼지면 데이터가 사라진다.
- 비교적 CPU에 접근 속도가 빠르며 많은 용량을 기억한다.
- RAM(Random Access Memory)이 주로 사용한다.
보조기억장치(HDD, SSD): 외부 기억 장치
- 데이터를 반영구적으로 저장하고 보존한다.
- 중앙처리장치와 직접적으로 데이터를 교환할 수 없기 때문에, 보조기억장치의 데이터는 주기억장치로 이동된 후 처리된다.
- 주기억장치에 비해 가격은 저렴하고 저장 용량이 크지만, 속도는 상대적으로 느리다.
- 자기테이프, 자기디스크, CD-ROM, DVD, Flash Memory, 광디스크

정보의 이동 방향과 정보처리의 종류를 지정하고 그러한 동작들이 일어나는 시간을 지정하는 명령들의 집합이다.

컴퓨터 시스템을 제어하고 효율적으로 사용하기 위해 만들어진 소프트웨어이다.

집적 회로는 전자 회로의 여러 부품들을 하나의 칩에 집적하여 만든 전자 회로이다.

무어의 법칙은 집적 회로의 트랜지스터 수가 약 2년마다 두 배로 증가한다는 법칙이다.