컴퓨터의 동작원리

1. 컴퓨터? 프로그래밍?

• 프로그래머?
  - 컴퓨터 프로그램을 만드는 사람
• 프로그래밍?
  - 컴퓨터 프로그램을 만드는 일
• 프로그램?
  - 컴퓨터의 의해 실행될 수 있는 일련의 기능 모음
• 컴퓨터?
  - 전자계산기
  - 0과 1

2. 컴퓨터의 역사

• 초기모습 :: 십진법 < 이진법(0과 1로 표현)
• 최초의 다용도 디지털 컴퓨터 - ENIAC(사이즈가 공장크기)
• 최초의 프로그램 내장방식 컴퓨터 - EDSAC
• 진공관 - 제 1세대 컴퓨터
• 트랜지스터 - 제 2세대 컴퓨터
• 집적회로 - 제 3세대 컴퓨터 ~ 현재

3. 컴퓨터의 기본구조와 동작원리

CPU, RAM, 하드디스크, ROM

• CPU
  - 핵심적인 계산이나 연산 처리
  - 연산장치 → 제어장치
• RAM(주기억장치,메모리)
  - 휘발성 메모리, 컴퓨터를 끄면 날아감.
• 하드디스크(보조기억장치)
  - 비휘발성 메모리, 전원을 꺼도 지속적으로 남아있음.
• ROM(주기억장치, 메모리)
  - 비휘발성 메모리
  - 기본 입출력 활성화 → 부팅(RAM에 올리는 과정)
  - 세탁기, 냉장고 같은 단순한 프로그램에도 쓰임
  

동작원리

• 평소 우리의 코드는 하드에 저장되어 있음. 프로그램을 실행하는 순간 메모리(RAM)에 복사되어 올라간다.
• CPU는 한 번에 한가지 일처리만 가능.
• 코드는 컴퓨터가 해석할 수 있는 형태의 기계어로 메모리에 올라간다.
• CPU는 메모리에 있는 코드를 한줄씩 차례대로 실행.
• 메모리 실제 모든 공간에 주소가 있어 CPU에서 접근 가능.

메모리 구조

• 코드영역(프로그램)
• 데이터영역
  - 데이터
  - 힙
  - 스택
  

컴퓨터의 구성

하드웨어

• 컴퓨터와 그 주변을 구성하는 물리적 장치
• 입력장치, 출력장치, 기억장치, 제어장치, 연산장치 등
  
  
• 입력장치
  - 키보드, 마우스, 터치스크린, 타블렛, 마이크, 조이스틱, 스캐너
• 출력장치
  - 스피커, 모니터, 프린터, 헤드폰
• 제어 / 연산장치
  - 중앙처리장치 CPU(Central Processing Unit)
  
• 기억장치
  • 주기억장치
    - 램, 롬, 속도빠름, 전원이 꺼지면 데이터가 지워짐.
  • 보조기억장치
    - 하드디스크, 매우느림, 전원이 꺼져도 데이터가 지워지지 않음.
    

소프트웨어 - 프로그램 명령어의 집합

• 시스템 소프트웨어
  • 운영체제 (OS, Operating System)
  • 로더 (Loader)
  • 장치 드라이버 (Device Driver)
  • 컴파일러 (Compliler)
  • 어셈블러 (Assembler)
  • 링커 (Linker)
  • 유틸리티
• 응용 소프트웨어
  • == 애플리케이션
  • 워드프로세서
  • 웹브라우저
  • 스프레드시트
  • 게임
  • OS 상에서 실행되는 모든 프로그램

컴퓨터의 구조

하버드 구조

• 컴퓨터에서 프로그램이 저장되는 기억 장치와 데이터가 저장되는 기억장치를 하드웨어적으로 완전히 분리하여 속도 향상을 꾀하는 구조

폰 노이만 구조

• 프로그램 메모리와 데이터 메모리가 구분되어 있지 않고 하나의 버스를 가지고 있는 구조
• 메모리 속박 문제 및 버스 병목 문제를 가짐

프로그래밍 언어의 발전 관계

• 기계어
  10001111
• 어셈블리언어(저급언어)
  MOV A 3
• C언어(고급언어)
  int a = 3;

참고 https://www.yagom-academy.kr/