1. 컴퓨터 구조 시작

 

 

1) 왜 컴퓨터 구조를 이해해야 할까?

프로그래밍 언어의 문법만 알아도 간단한 프로그램을 작성하는 데 큰 문제는 없습니다.  
하지만 숙련된 개발자가 되기 위해선 컴퓨터가 작동하는 원리를 이해하는 것이 필수입니다.

실전 문제 해결 능력

개발 중엔 어떤 코드가 특정 환경에서는 잘 작동하지만, 다른 환경에서는 문제가 발생하는 경우가 많습니다.  
이런 문제는 단순히 문법의 오류가 아닌 컴퓨터 내부 구조의 차이에서 비롯될 수 있습니다.

컴퓨터 구조에 대한 이해가 있다면, 이런 환경 차이로 인한 문제를 더 빠르게 분석하고 해결할 수 있습니다.

 

성능과 비용을 고려한 개발

 

서버를 구축하거나 클라우드 자원을 활용할 때, CPU나 메모리의 구성에 따라 성능이나 비용이 크게 달라집니다.  
컴퓨터 구조를 잘 이해하면 단순히 코드만 짜는 데서 그치지 않고, 성능 최적화와 자원 효율성까지 고려하는 개발이 가능해집니다.

2) 컴퓨터 구조의 기본 개념

컴퓨터 구조는 크게 두 가지 핵심 개념으로 나눌 수 있습니다:

1. 컴퓨터가 인식하는 정보의 형태
2. 컴퓨터를 구성하는 네가지 핵심 부품

 

 

1. 컴퓨터가 인식하는 정보의 형태

컴퓨터가 이해하는 정보: 데이터와 명령어

컴퓨터는 오직 0과 1, 즉 이진수로만 정보를 처리합니다.  
이진수로 표현되는 정보는 두 가지로 나눌 수 있습니다:  

- 데이터: 숫자, 문자, 이미지 등
- 명령어: 컴퓨터에게 무엇을 하라고 지시하는 명령

예를 들어, "1과 2를 더하라"에서 `1`과 `2`는 단순한 데이터이고, `더하라`는 명령어입니다.  
컴퓨터는 명령어를 통해 데이터를 작동합니다. 그래서 컴퓨터는 "명령어를 수행하는 기계"라고 볼 수 있습니다.

 

 

2. 컴퓨터의 4대 핵심 부품

다양한 컴퓨터 기기들이 존재하지만, 공통적으로 다음의 네 가지 부품이 핵심입니다:

- CPU(중앙처리장치): 명령어를 처리하고 계산을 수행하는 중심 장치  
- 메모리(주기억장치): 실행 중인 프로그램과 데이터를 저장  
- 보조기억장치: 전원이 꺼져도 데이터를 보관할 수 있는 장치 (예: SSD, HDD 등)  
- 입출력장치: 사용자와의 상호작용을 담당 (예: 키보드, 모니터 등)

이 부품들은 메인보드라는 회로판에 연결되어 있으며, 서로 데이터를 주고받기 위해 시스템 버스라는 통로를 사용합니다.

이는 네가지 핵심 부품의 그림입니다.(발그림 이해 부탁드립니다..ㅎ)

 

1. 가장 큰 사각형은 메인보드입니다.
2. 메인보드 안에 시스템버스가 있습니다.(양방향 수직 화살표)
3. CPU 내부에는 ALU(산술논리연산장치), 제어장치와 여러 레지스터가 있습니다.
4. CPU는 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있습니다.
5. 메모리는 메인보드 내 시스템 보스와 연결되어 있습니다.
6. 보조기억장치는 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있습니다.
7. 모니터, 키보드, 마우스 등은 메인보드 내 시스템 버스와 연결되어 있습니다. 이들을 입출력장치라고 부릅니다.

 

 

각 부품의 역할과 특징

1. 메모리
- 프로그램 실행 시, 명령어와 데이터를 임시로 저장하는 공간입니다.
- 데이터를 빠르게 찾기 위해 주소 개념을 사용합니다.

2. CPU
- 메모리에 저장된 명령어를 읽고 → 해석하고 → 실행합니다.
- 내부 구성 요소:
  산술논리연산장치(ALU) : 계산 담당
  레지스터: 값을 잠시 저장하는 임시 공간
  제어장치: 제어 신호를 보내 각 부품을 작동시킴

3. 보조기억장치
- 메모리는 휘발성이므로, 전원이 꺼지면 저장된 내용이 사라집니다.
- 보조기억장치는 데이터를 오래 보관하는 용도로 사용됩니다.

4. 입출력장치
- 컴퓨터 외부와 데이터를 주고받는 장치입니다.
- 경우에 따라 보조기억장치도 입출력장치로 분류되며, 이들을 **주변장치**라고 부르기도 합니다.

메인보드와 시스템 버스

- 메인보드는 모든 핵심 부품을 연결해주는 판입니다.
- 시스템 버스는 부품 간 정보를 교환하는 통로로, 세 가지로 나뉩니다(제주대버스로 외우기)
  - 제어버스: 제어 신호 전달
  - 주소버스: 메모리 주소 전달
  - 데이터버스: 실제 명령어와 데이터 전달

핵심 요약

- 컴퓨터는 데이터와 명령어를 구분하여 처리함
- 메모리는 실행 중 데이터를 저장하고, CPU는 이를 처리함
- 보조기억장치는 장기 저장용, 입출력장치는 사용자와 상호작용
- 시스템 버스는 부품 간 연결을 담당하며 컴퓨터 작동의 핵심 인프라임

 

---

책을 참고하여 중요한 개념을 바탕으로 내가 직접 이해한 방식으로 풀어쓴 설명입니다.