📖 메모리
❓ 기억장치 종류
위의 그림에서 피라미드의 꼭대기와 가까울 수록 CPU에 가까운 기억장치이다.
- 레지스터는 CPU 안에 있는 기억장치로 CPU가 현재 처리하고 있는 데이터와 명령어를 저장한다.
- 캐시는 주기억장치에서 자주 사용되는 데이터를 임시로 저장하여 CPU가 필요한 데이터를 좀 더 빠르게 접근할 수 있도록 돕는 기억장치이다.
❓ 주기억장치
📍 현재 실행되고 있는 데이터와 명령어를 저장, 크게 ROM과 RAM으로 분류
소프트웨어 등의 기본 정보들은 ROM에 저장되고 이 소프트웨어가 실행된 동안은 RAM에서 실행된다.
✔️ ROM( Read-only Memory )
📍 ROM은 읽기 전용 메모리로 읽기만 가능 !
ROM은 전원이 꺼져도 저장된 데이터가 보존되는 비휘발성 메모리 로 오직 기억된 데이터를 읽기만 가능한 장치를 말한다. 제조 단계에서 시스템에 기억시키고 변화시키면 안 되는 BIOS와 같은 퓨터 구동을 위한 기본적인 데이터들을 ROM에 저장한다. ROM은 RAM에 비해 처리 속도가 느리고 가격이 싸다. ROM은 Mask ROM → PROM → EPROM → EEPROM 으로 발전했다.
✔️ RAM( Random Access Memory )
📍 RAM은 랜덤 액세스 메모리로 읽기 쓰기가 자유롭게 가능 !
RAM은 전원이 꺼지면 데이터가 사라지는 휘발성 메모리로 시스템의 단기 데이터를 저장하는 스토리지이다. ROM보다 처리 속도가 빠르므로 컴퓨터가 실시간으로 사용하는 데이터들 즉 실행된 소프트웨어들은 빠른 접근과 처리를 위해 RAM에 저장된다. 많은 애플리케이션을 실행할 수록 더 많은 메모리가 사용된다. RAM은 ROM에 비해 처리 속도가 빠르고 가격이 비싸다. RAM은 SRAM, DRAM, SDRAM이 있다.
💡 컴퓨터는 메모리에 저장된 데이터들의 주소를 참조에서 데이터를 식별한다 !
Cf❓ 보조기억장치
보조기억장치란 컴퓨터의 CPU에 직접 연결된 주기억장치가 아닌 디스크, 테이프 등 외부의 기억장치이다.
📖 CPU
📍 Central Processing Unit, Processor
CPU는 데이터와 명령어를 처리하는 처리 장치이다. CPU는 클럭과 코어에 의해 성능이 결정된다. CPU는 '산술 논리 연산 장치(ALU, Arithmetic and Logical Unit)'와 '레지스터(Register): 기억장치', '제어 장치(Control Unit)'로 구성되어 있다.
❓산술 논리 연산 장치( ALU )
📍 다양한 산술 연산을 계산하는 디지털 회로
산술 논리 연산 장치는 '논리 회로로 구성된 다양한 연산 장치'와 '레지스터'로 구성되어 있다. 각각은 가산기, 보수기, 누산기 등으로 구성된다.
❓ 제어 장치
📍 처리할 명령어를 해독 및 실행하며 CPU의 전체적인 흐름을 제어
제어 장치는 제어 신호를 만들어 명령어를 해독하고 이를 통해 다른 장치들이 실행될 수 있도록 제어한다. 제어장치는 '명령어 레지스터', '디코드', '메모리 주소 레지스터', '메모리 버퍼 레지스터', '프로그램 카운터' 등으로 구성된다.
❓ 레지스터
📍 CPU가 처리할 데이터를 일시적으로 보관하는 기억 장치
📖 기타 장치
❓ 입출력 장치
입력 장치란 사용자가 원하는 데이터와 명령어를 컴퓨터에 전달해주는 마우스나 키보드, 마이크 등을 말하고 출력 장치란 사용자에게 컴퓨터가 결과를 출력해주는 모니터, 스피커, 프린터 등을 말한다.
❓ 보조기억장치
전원이 꺼지면 데이터가 사라지는 주기억장치의 단점을 보완한 기억장치 이다.용량이 크고 주기억장치에 비해 상대적으로 저렴하지만 속도가 느리다. 보조기억장치의 종류에는 HDD( Hard Disk Driver ), SSD( Solid State Drive ), CD-ROM, USB 플래시 드라이브 등이 있다.
📖 컴퓨터 동작 흐름
❓ 시스템 버스
📍 컴퓨터 시스템 내에서 신호를 전송하는 경로
CPU와 메모리, 입출력 장치 등 모든 장치는 시스템 버스를 통해 데이터를 주고 받는다. 시스템 버스는 기억 장치들을 연결해 주는 중심 통로로 하드웨어를 물리적으로 연결하고 서로 데이터를 주고 받을 수 있게 하는 역할을 한다. 각 장치들이 다른 장치로 데이터를 보낼 수 있도록 해 준다. 즉, 컴퓨터 장치들은 메인보드( 마더보드 )에 있는 시스템 버스를 통해 서로 연결되어 있는 것이다. 시스템 버스에는 제어 버스, 주소 버스, 데이터 버스 등이 있다.
- 제어 버스( Control bus ): 제어 신호 전송에 사용
- 주소 버스( Address bus ): 메모리나 입출력장치의 주소 전송에 사용
- 데이터 버스( Data bus ): 데이터 전송에 사용
❓ 전체 동작 흐름
📍 입력 → 산술/연산 처리 → 출력
먼저 컴퓨터는 입력 장치로 데이터와 명령어를 입력받는다. 이렇게 입력 받은 데이터를 CPU에서 산술 논리 연산 장치와 레지스터를 통해 명령어를 처리하고 처리된 결과는 메모리에 저장되거나 출력 장치를 통해 출력된다.
❓ CPU 동작 흐름
✔️ Fetch( 인출 )
- CPU가 명령어를 가져온다.
- 프로그램 카운터에 명령어를 가리키는 주소가 담겨있다.
✔️ Decode( 해석 )
- 가져온 명령어를 해석한다.
✔️ Execute( 실행 )
- 해석한 명령어를 가지고 연산하거나 데이터를 읽거나 쓰는 작업을 수행한다.
