01. 컴퓨터의 기본 구성

1. 하드웨어의 구성

• 컴퓨터는 중앙처리장치 (CPU), 메인메모리, 입력장치, 출력장치, 저장장치로 구성된다.
• CPU와 메인메모리는 필수장치, 그외에는 주변장치

1.1 CPU와 메모리

• CPU : 명령어를 해석하여 실행하는 장치, 인간의 두뇌
• 메모리 : 작업에 필요한 프로그램과 데이터를 저장하는 장소로, 바이트 단위로 분할, 분할 공간마다 주소로 구분함

1.2 입출력장치

• 입력 장치는 외부의 데이터를 컴퓨터에 입력하는 장치로, 초기는 천공카드 현재는 키보드, 마우스, 스캐너, 스마트폰의 터치스크린가 있다.
• 출력 장치는 컴퓨터에서 처리한 결과를 사용자가 원하는 형태로 출력하는 장치로, 프린터, 모니터, 스피커가 있다.

1.3 저장장치

• 메모리는 전자의 이동으로 데이터를 처리, 빠름. 하드디스크, CD는 구동 장치가 있어 느리지만 저렴하고 용량이 크며, 데이터를 영구적 보관.
• 저장장치는 자성, 레이저, 메모리를 이용하는 장치로 구분할 수 있다.
  • 자성 : 카세트테이프, 플로피디스크, 하드디스크
  • 레이저 : CD, DVD, 블루레이디스크
  • 메모리 : USB 드라이버, SD 카드, CF 카드, SSD

1.4 메인보드

• 컴퓨터의 다양한 부품은 버스로 연결된다. 메인보는 CPU, 메모리 등 다양한 부품을 연결하는 판으로 버스가 복잡하게 얽혀 있으며, 전력이 공급되면
  버스로 연결된 부품이 작동한다.
• 메인보드는 다양한 단자가 있는데, 이 단자를 통해 그래픽카드, 사운드카드 랜카드 등이 기본 장착 또는 따로 장착한다.

2. 폰노이만 구조

• 모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있다.
• 오늘날 대부분의 컴퓨터 구조는 폰노이만 구조를 따르는데, CPU, 메모리, 입출력장치, 저장장치가 버스로 연결되어 있는 구조.
• 하드웨어는 그대로 둔 채, 작업을 위한 프로그램만 교체하여 메모리에 올리는 방식

3. 요리사 모형

• 운영체제를 요리에 빗대 표현한 모형
  • CPU : 요리사
  • 메모리 : 도마
  • 저장장치 : 보관 창고
• 모든 프로그램이 메모리에 올라와야 실행 가능한 폰노이만 구조에 빗대어 비유 가능
  • 요리사(CPU)가 요리를 하려면 보관 창고(저장장치)에 있는 재료를 도마(메모리)가 핵심적인 작업 공간이고 보관 창고(저장장치)는 보조적인 공간
  • 요리 방법을 결정하는 것은 여러 프로그램이 사용하는 메모리를 관리하는 것 (메모리 관리)
  • 보관 창고의 재료를 정리하는 것은 저장장치 내의 데이터를 관리하는 것(저장장치)
• 모든 조건이 동일하다면 도마의 크기 (메모리의 크기)에 따라 작업 속도가 결정됨

4. 하드웨어 사양 관련 용어

클록

• 클록은 CPU의 속도와 관련된 단위
• CPU 작업에 일정한 박자를 만들어내는 것
• 클록이 일정 간격으로 틱을 만들면 CPU가 그에 맞춰 내부 구성 부품의 작업이 되는데 틱은 펄스, 클록틱이라고도 부름

헤르츠

• 헤르츠는 클록틱이 발생하는 속도를 나타내는 단위
• 1초마다 클록틱이 한 번이면 1Hz, 1,000번이면 1kHz(1,000Hz)
• 버스도 클록틱에 맞추어 데이터를 전송해서, Hz로 표시

시스템 버스와 CPU 내부 버스

• 시스템 버스는 메모리와 주변장치를 연결하는 버스로 FSB (Front-Side Bus)라고 한다.
• CPU 내부 버스는 CPU 내부에 있는 장치를 연결하는 버스로 BSB (Back-Side Bus)라고 한다. 시스템 버스보다 훨씬 빠르다.
• CPU는 CPU 내부 버스 속도로 작동하고 메모리는 시스템 버스 속도로 작동해 두 버스의 속도 차이로 작업 지연이 되는 문제가 있다.