컴퓨터 구조

서이·2022년 2월 11일
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 컴퓨터의 구성요소는 하드웨어(Hardware)와 소프트웨어(Software)로 나눌수 있다. 하드웨어는 기계적 장치를 말하며 소프트웨어는 프로그램을 가리킨다. 우리가 사용하는 물리적인 컴퓨터를 하드웨어라 하고 그 안에 있는 운영체제나 각종 프로그램들을 소프트웨어라고 한다.

 컴퓨터를 사용한 사람이라면 다들 알고 있듯이 컴퓨터는 하드웨어이고 그 안에서 구동되는 프로그램이 소프트웨어이다.

하드웨어(Hardware)

 컴퓨터의 모든 물리적 부품(장치)을 뜻한다. 입력, 연산, 제어, 기억, 출력 등 다섯 가지 기능을 구현하며 이를 위해 컴퓨터는 여러 가지 부품들로 구성되어 있다.

소프트웨어(Software)

 컴퓨터 소프트웨어는 컴퓨터에게 동작 방법을 지시하는 명령어 집합의 모음이다. 프로그램 소프트웨어는 컴퓨터 하드웨어에 직접 명령어를 주거나 다른 소프트웨어에 입력을 제공함으로써, 명령어의 기능을 수행한다. 이처럼 소프트웨어는 컴퓨터의 하드웨어 상에서 구동되거나 처리되는 무형물을 지칭하는 말이다. 컴퓨터 프로그램은 0과 1로만 이루어져 있기 때문에 아무리 복잡한 프로그램도 물질이 아닌 데이터로 이루어져 있기 때문에 인터넷으로 다운 받아서 사용할 수 있다. 만약 프로그램이 물질이였다면 다운 받고 프로그램이 택배로 도착할 때까지 기다려야 할 것이다. 하지만 0과 1로 이루어져 있기 때문에 인터넷만 연결되어 있으면 언제 어디서든 프로그램을 다운로드할 수 있다.

운영체제(OS)

 운영체제도 소프트웨어의 일종이다. 하드웨어와 소프트웨어를 연결해 주는 특수한 소프트웨어이다. 우리가 흔히 접하는 MS의 윈도우나 Apple의 Mac이 운영체제이다. 운영체제라는 특수한 소프트웨어를 컴퓨터에 설치한 후, 그 운영체제 속에 게임 등의 다른 소프트웨어를 설치하는 것이다. 즉, 컴퓨터라는 기계를 실제로 움직여 주는 소프트웨어가 운영체제이다.

하드웨어가 있어야 소프트웨어를 가동시킬 수 있고 소프트웨어를 가동하기 위해 하드웨어와 연결해주는 운영체제라는 소프트웨어가 필요한 것이다.

JVM 가상 세계

자바 또한 위와 같은 환경을 가지고 있다. JVM(Java Virtual Machine)은 이름 그대로 가상 세계다. 현실 세계에서 컴퓨터를 구동하기 위해서는 물리적 컴퓨터인 하드웨어와 운영체제, 그리고 그 위에서 구동될 소프트웨어가 필요하다. 거기에 더해 소프트웨어를 개발할 수 있는 개발 도구가 필요하다. 자바의 가상세계는 이러한 현실 세계를 그대로 모방하고 있다.

현실 세계에서 소프트웨어, 즉 프로그램은 개발자가 개발 도구를 이용해 개발하고 운영체제를 통해 물리적 컴퓨터인 하드웨어 상에서 구동된다. 자바가 만들어 주는 가상 세계도 이와 마찬가지다. 자바 개발 도구인 JDK를 이용해 개발된 프로그램은 JRE에 의해 가상의 컴퓨터인 JVM 상에 구동된다.


CPU

 컴퓨터 노트북의 CPU는 사람의 뇌랑 같다고 생각하시면됩니다. 머리가 좋으면 기억력과 계산도 빨리할 수있는거와 마찬가지로 컴퓨터의 CPU가 좋으면 좋을수록 사용자가 요구하는 프로그램 실행, 게임, 계산 등을 빨리 연산(계산)하여 결과를 빠르게 제출할 수 있습니다.

RAM(메모리)

 메모리는 이런 CPU연산에 필요한 보조적인 역할을 하는데요. 메모리는 CPU다음으로 가장빠른 속도로 데이터를 일시적으로 저장하는 역할을 합니다. 사람이 어떤 방정식 수학 문제를 풀기위해서는 종이에 계산식을 써서 문제를 푸는것처럼 CPU가 작업(연산)을 하기 위해서는 일시적으로 데이터를 저장할 공간이 필요한데요. 메모리는 이런 임시저장소 역할을 하면서 빠른 CPU 연산속도에 맞추어 데이터를 기록하게 됩니다

하드디스크(HDD)

 하드디스크는 컴퓨터 부품중 가장 느린 주요 부품인데요. 메모리는 속도가 빠른대신 전원이 끝기면 데이터가 날아가는(삭제) 휘발성이고 방대한 용량의 데이터를 저장하기에는 부적합하기 때문에 하드디스크라는 보조저장장치를 이용하여 데이터를 안전하게 보관하는 창고같은 역할을 합니다.

하드디스크는 속도가 매우느린 대신 가격당 데이터 저장용량이 크고 전원이 인가되지 않아도 데이터가 날아가지 않는 비휘발성 이기때문에 운영체제, 프로그램 및 사용자가 사용하는 음악, 영화, 사진 같은 용량이 큰 데이터를 안전하게 보관하는 역할을 합니다.

Solid State Drive의 줄임말입니다

HDD 하드디스크와 같은역할인 보조기억장치입니다, 즉 자료의 저장을 담당합니다

  • SSD의 등장이유

단도직입적으로 하드디스크는 컴퓨터부품중에서 가장 느립니다. 컴퓨터의 CPU나 메모리(RAM)같은 경우는 모두 초당 기가바이트의 속도를 자랑합니다. 하지만 하드디스크는 MB대의 속도이고 그속도또한 평균 100MB/s 정도로 느린편입니다

하지만 SSD는 플래시드라이브로 구성되어있어 보통 500MB/s대의 읽기 쓰기 시간을 자랑합니다 그리고 이것은 실사용했을때 약 7~10배의 속도차이를 체감하게해줍니다.

-SSD 장점과 단점

장점

  1. 위에서 말씀드렷다싶이 굉장히 빠릅니다. 이는 게임로딩속도,컴퓨터 부팅속도등 체감할정도로 엄청난영향을미칩니다.. 한방에 이해시켜드리면 SSD를 달았을때 평균적으로 컴퓨터의 부팅시간은 3~5초 이내입니다. 거의 누르면 바로 켜지는수준입니다

2.작고 소음과 발열이적습니다. 하드디스크는 플래터가 돌아가기때문에 소음과 발열이있지만 SSD는 플래시드라이브기때문에 소음이 없고 발열도 매우 적습니다. 이는 컴퓨터구성에 굉장히 큰 영향을 끼칩니다.

단점

단점은 단 하나밖에없습니다. 빠른만큼 가격이 비쌉니다 최근 하드디스크들의 가격을보면 1TB당 5.5만원정도로 저렴합니다

그에비해 SSD의 가격은 250GB에 20만원입니다 최근 HDD의 가격이내려가면서 가격차는 더 심해져 같은용량으로비교할때 가격은 약 10배정도 차이납니다.

-SSD 어떻게써야 좋은가?

비싼 가격때문에 SSD를 쓰는 일반적인 방법에는 이게있습니다. 윈도우파일,자주하는 게임 등은 SSD에 설치하고 다른 동영상등 대용량 자료는 HDD에 저장합니다. 보통 SSD만 쓰는일은 거의없고 SSD와 하드디스크를 둘다 장착하여 속도도뽑고 저렴하게 자료저장도하는식으로 씁니다

3줄요약

1.SSD는 모든면에서 하드디스크보다 우월하다

2.SSD는 하드디스크보다 10배빠르지만 10배비싸다

3.자주하는게임,윈도우파일은 SSD에설치. 대용량파일은 하드디스크에


https://www.a-ha.io/questions/40fea1b03781291ca4bb9a13c6896f3d

RAM에 전원이 차단되면 RAM에 있던 데이터가 사라진다고하여 <휘발성 메모리>라고 합니다.

 CPU는 반도체 부품으로 구성되어 있어 데이터 처리 속도가 매우 빠릅니다.
그런데 하드디스크는 기계적 부품인 모터가 돌면서 데이터를 읽기 때문에 CPU에 비해 속도가 매우 느립니다.
반면 RAM은 CPU보다는 느리지만 하드디스크보다는 매우 빠릅니다.
그래서 RAM이 CPU와 하드디스크 사이에 위치합니다.

그다음 자주 쓰는 데이터(프로그램)를 RAM에 위치시켜놓고 CPU와 빠르게 데이터를 주고받게 됩니다.

 우리가 컴퓨터를 킨 후 ctrl, del, F2 등의 키를 눌러서 BIOS 바이오스 창에 진입할 때가 있습니다.
BIOS도 결국 프로그램인데 BIOS는 어디에 설치되어 있을까요?
바로 ROM 부품에 BIOS가 설치되어 있습니다.
공장에서 생산될 때 BIOS 프로그램을 ROM에 설치하여 출하가 되죠!
전원이 공급되지 않아도 ROM은 프로그램이 사라지지 않는 "비휘발성 메모리"이기 때문에
공장에서 생산된 컴퓨터가 집에 도착하더라도 BIOS 프로그램이 잘 구동되는 것이죠!
ROM은 원래 한번 기록하고 읽기 전용 저장장치인 특징으로 전자제품의 초기 설정 소프트웨어를 저장하는 공간으로 사용되며 ROM이 발전함에 따라 다양한 방식으로 쓰기도 가능해져 스마트폰 등의 저장공간을 나타낼 때 ROM이라고 사용되기도 한다.
ROM (Read Only Memory)은 조금은 생소한 부품입니다.
우리가 컴퓨터를 살 때 ROM을 따로 사지는 않기 때문이죠.
ROM은 메인보드에 작은 부품으로 이미 공장에서 생산될 때 납땜되어 출하됩니다.
이 ROM은 전원이 차단되어도 데이터를 계속 갖고 있기 때문에 <비휘발성 메모리>라고 합니다.

메인보드

 한 마디로 정의하면 메인보드는 컴퓨터에 연결된 하드웨어를 연결하는 전자회로기판입니다. 최소한 CPU와 메모리를 연결해야하죠. 때때로 CPU의 부하를 일부 덜어주는 작은 프로세서도 존재합니다.

메인보드에는 일반적으로 확장 슬롯이 있어 메인보드를 확장할 수도 있습니다. 메인보드에는 원래 없던 추가 기능이 제공될 수 있습니다. 카드라고 불리는 더 작은 보드는 이러한 확장 슬롯에 적합하며, 이 카드들은 마더보드가 더 많은 것을 할 수 있도록 하는 전문 회로를 포함하고 있습니다. 또한 일반적인 메인보드에는 일련의 소켓, I/O가 있어 컴퓨터 케이스 안팎에서 다양한 주변 장치와의 케이블을 통한 통신이 가능하게 만들어 줍니다.

회로판 슬롯의 커넥터를 이용해서 PC의 여러 부품을 연결할 수 있습니다. 모든 개인용 컴퓨터에는 RAM, 그래픽 기능 및 특수 장치 지원을 추가하기 위한 확장 슬롯이 포함되어 있으며, 일부는 다른 컴퓨터보다 더 전문화되어 있습니다.

그래픽카드

 그래픽 카드는 비디오 카드 또는 때때로 비디오 어댑터라고도 불립니다. 대부분의 PC안에 존재하죠. 그래픽 카드는 모니터에 영상을 표시할 수 있도록 데이터 신호를 비디오 신호로 변환합니다. 그래픽 프로세서가 마더보드에 내장되어 있고 카드가 필요하지 않은 반면, 그래픽 카드는 컴퓨터 게임에서 3d 이미지, 무거운 이미지 편집 또는 더 나은 렌더링과 프레임률을 제공하는 강력하고 강력한 처리 능력을 가지고 있습니다.

 그래픽 카드는 CPU에서 이미지를 만드는 부담을 덜어주기 위해 고안되었습니다. 그래픽 카드는 효율적인 렌더링을 위해 보드 메모리도 포함합니다. 요즘 고급 사양의 하이엔드 그래픽 카드는 텍스쳐 채우기 및 3D 객체를 실시간으로 처리하기 위해 GPU라고 불리는 병렬인 여러 개의 코어 프로세서를 가지고 있습니다.

 오디오 카드라고도 불리기도 하는 사운드 카드는 컴퓨터 프로그램의 통제 하에 있는 컴퓨터로 오디오 신호를 주고 받을 수 있습니다. 사운드 카드에는 게임, 비디오/오디오 편집 소프트웨어 및 음악 구성과 같은 멀티미디어 응용 프로그램을 위한 오디오 구성 요소가 포함됩니다. 대부분의 컴퓨터는 메인보드에 내장된 음향 기능을 가지고 있습니다. 추가로 고급 기능을 원하면 PC에추가 확장 사운드 카드를 연결할 수도 있습니다.

우선 NIC은 ‘Network Interface Controller’ 의 약어입니다. NIC이란 컴퓨터를 네트워크에 연결하여 통신하기 위해 사용하는 하드웨어 장치입니다. 먼저 그림을 보시죠.

 위 그림이 NIC 카드입니다. 빨간색 박스가 보이시나요? 여러분의 컴퓨터 혹은 노트북에 저 포트(이더넷 케이블을 꽂을 수 있는 구멍)가 보이실 겁니다. 없으신 분도 있겠죠? 없는 분들은 따로 저 모양의 포트를 가지고 있는 USB 장치를 노트북에 연결하여 사용해야 합니다. 와이파이만 사용하는 분들은 필요 없겠지만요.

파워서플라이(Power Supply)는 컴퓨터에 전원을 공급하는 컴퓨터 부품이다. 가정에 공급되는 전력은 일반적으로 교류 전원이고 컴퓨터에 사용된 전자 부품이 필요로 하는 전력은 직류전원이므로, 교류를 직류로 변환하는 장치가 필요한데 이 역할을 하는 것이 컴퓨터의 파워서플라이다.

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