컴퓨터 구조(Computer Architecture)란
'컴퓨터의 내부 구조는 어떻게 생겼을까?'
컴퓨터 과학에서 컴퓨터 시스템의 기능, 조직, 구현에 대한 법칙과 방법, 명령어 집합 구조(Instruction Set Architecture)의 설계 및 구현을 다루는 학문
컴퓨터 시스템
- 하드웨어(Hardware) : 컴퓨터의 물리적인(기계적인) 구성요소, 컴퓨터를 이루는 모든 부품
- 주요 하드웨어 : CPU(중앙처리장치), Memory, Storage, Network, I/O 장치(키보드, 모니터, 마우스, 스피커, 프린터 ...) 등의 기계
- 소프트웨어(Software) : 컴퓨터 시스템에서 작업을 수행하기 위한 명령어의 집합
- 코드로 만들어진, 컴퓨터 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램
- 주요 소프트웨어 : 응용 소프트웨어, 시스템 소프트웨어, 운영체제
- 예) MS PowerPoint, Excel, Google, Chrome, 포토샵, 게임 프로그램, ...
폰노이만 구조 (현 컴퓨터 구조)
- 폰노이만이라는 분이 제안한 구조
- Memory에 프로그램과 데이터가 저장
- 하나씩 꺼내어 CPU : Arithmetic Logic Unit로 연산
폰노이만 구조는 CPU, 메모리, 프로그램로 구성
- 폰노이만 구조 이전: 컴퓨터들은 다른 작업을 하려고 할 때 스위치 설치, 전선 재배치하여 데이터 전송, 신호 처리
- 폰노이만 구조 이후: 소프트웨어만 교체하면 됨
컴퓨터 주요 구성 요소 (3가지가 핵심)
- CPU(중앙처리장치, Central Processor Unit)
- 연산: ALU(Arithmetic Logic Unit)
- 산술 연산: Arithmetic Operation
- 논리 연산: Logic Operation
- 제어: Control Device
- IO Device(입출력장치), Memory, ALU 동작 제어
- 연산: ALU(Arithmetic Logic Unit)
- Memory(코드와 데이터를 저장하는 장치)
- 프로그램과 프로그램 수행에 필요한 데이터를 저장
- 내부 기억장치 (주기억장치)
- CPU 안에 레지스터(register), 캐쉬(cache memory)
- DRAM등 메모리 (램, RAM, DDR4)
- 외부 기억장치 (보조기억장치)
- SSD, HDD
- IO Devices(입출력 장치)
- 입력 장치: 마우스, 키보드, 터치패드 등
- 출력 장치: 모니터, 프린터, 스피커 등
- Bus(버스)
- CPU, Memory, IO Devices를 연결해주는 장치
- 개별적인 IO Devices들을 연결해주고 데이터를 송수신해주는 장치
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