컴퓨터 및 메모리구조 - (1)
컴퓨터는 크게
1. 메인보드
2. 시스템 버스
3. CPU(ALU, 레지스터, 제어장치)
4. 메모리
5. 보조기억장치
6. 입출력장치(모니터, 키보드, 마우스 등)
로 나눌 수 있다.
각각의 기능 및 특성에 대해 간단히 적어보자면,
1. 메인보드
메인보드는 컴퓨터에서 각 부품에 전원을 공급하고 부품간에 신호를 주고 받게 해주는 컴퓨터 본체의 엄마 같은 존재이다. 일반적으로 컴퓨터를 맞출 때 cpu, gpu , ssd등만 고려하는데 그 부품들이 제 성능을 낼라면 메인보드의 역할이 가장 중요하다. 다른 부품들도 고려하되 메인보드도 같이 고려해야 한다.
2. 시스템 버스
이름에서 짐작해 볼 수 있듯 시스템의 버스이다. 주요 고객층들은 데이터들로 데이터들의 전용 이동수단이라고 생각하면 된다. cpu와 입출력 장치, 메모리 등을 이어주어 데이터들이 이동하며 정보를 전달하여 각 부품들이 작동할 수 있게 한다.
3. CPU
CPU에는 ALU(Arithmetic and Logic Unit, 산술 논리 장치), 제어장치(CU, Control Unit), 레지스터, 캐시(cash 아님 cache임)메모리 등이 있다. 각각에 대해 설명하자면.
먼저 ALU는 산술 논리 장치라는 이름에 맞게 덧셈, 뺄셈 같은 두 숫자의 산술연산과 논리곱, 논리합, 배타적 논리합 등과 같은 논리연산 계산하는부분이다.
제어장치 CU는 입출력 장치 간 통신 및 조율을 제어하거나 명령어들을 읽고 해석하며 데이터 처리를 위한 시퀀스를 결정하는 장치이다. 간단하게 장치들에게 동작을 명령하고 제어하는 장치 즉, '명령자' 라고 생각하자.
레지스터와 캐시 메모리는 둘 다 CPU 내의 메모리로 고속 저장공간이라 불리며, 휘발성 메모리다. 이 둘의 차이점을 간략화 하자면, 먼저 레지스터는 데이터, 명령어, 메모리 주소 등을 임시로 저장하는 메모리 이다. 다음으로 캐시 메모리는 자주 사용되는 데이터들을 cpu에 넣어 더욱 빠르게 사용할 수 있게 도와주는 메모리이다. cpu의 처리 속도와 메모리(RAM)에서 데이터를 가져오는것의 괴리가 커 cpu안에 캐시 메모리를 내장해 자주 사용되는 데이터들을 저장해두고 쓰는 용도로 사용된다.
4. 메모리(RAM, Random Acess Memory)
우리가 주로 메모리라고 하는 RAM은 휘발성 메모리로 주 기억장치라고도 불린다. 컴퓨터가 켜지는 순간부터 CPU가 연산을 하고 동작에 필요한 모든 내용이 이 RAM에 저장된다. 이 RAM이 많으면 한번에 더 많은 양의 데이터를 가지고 있어 더 많은일을 할 수 있다.
5. 보조 기억 장치
보조기억 장치는 비휘발성 저장장치로 우리가 흔히 하는 SSD, HDD가 있다. 이 보조 기억장치는 비휘발성 저장장치 이므로 데이터를 영구적으로 보관할 수 있다.(SSD는 가끔 고장나는 경우도 있다.)
6. 입출력장치
스피커, 모니터 같은 출력장치와 마이크, 키보드, 마우스 같은 입력장치등이 있다.
이번에는 컴퓨터의 대략적인 구조와 장치들에 대해서 다뤘다. 다음 글에서는 컴퓨터의 부팅과정과 프로그램의 실행을 메모리의 관점에서 살펴볼 것이다.