컴퓨터의 구조: 하드웨어 & 소프트웨어

 

컴퓨터의 구조는 크게 하드웨어, 소프트웨어로 나누어져있다. 

사람의 몸으로 비유하자면 하드웨어는 몸, 소프트웨어는 뇌다.

컴퓨터를 이루는 하드웨어와 소프트웨어에 대해 알아보자.  

 

컴퓨터 하드웨어

 

- 전원 공급장치 

 

- 중앙처리장치(CPU)

컴퓨터 시스템에 부착된 모든 장치의 동작을 제어하고 명령을 실행하는 장치

1.레지스터(Register)	- CPU내부 소량의 임시기억장치 - 플립플롭(Flip-Flop)이나 래치(Latch)들을 연결해서 만듦  - 메모리 중에서 속도 제일 빠름
2.제어장치(CU, Control Unit)	- 프로그램 카운터: 명령어의 번지 기억  - 명령 레지스터: 명령 내용 기억  - 명령 해독기: 레지스터의 명령어 해독  - 부호기: 해독된 명령에 따라 각 장치로 보낼 제어 신호를 생성하는 회로  - 메모리 버퍼 레지스터: 데이터 잠시 기억 - 메모리 주소 레지스터: 데이터 번지 기억
3.연산장치(ALU, Arithmethic Logic Unit)	- 가산기 : 덧셈하는 장치 - 보수기 : 뺄셈하기 위한 장치 (음수로 변환시킴 ex. 3-1 -> 3+(-1))   - 누산기 : 연산의 결과를 일시적으로 기억 - 상태 레지스터 : 연산 중에 발생하는 여러가지 상태값 기억

 

- 주기억장치

CPU가 직접 접근하여 데이터를 처리할 수 있는 기억 장치로, 현재 수행되는 프로그램과 데이터 저장

ROM (=Read Only Memory)	비휘발성 메모리, 입출력 시스템(*BIOS), 글자 폰트, 자가 진단 프로그램(POST) 저장, 읽기 전용, 쓰기 불가
RAM (=Random Access Memory)	휘발성 메모리, 현재 사용중인 프로그램이나 데이터 저장, 자유롭게 읽기 쓰기 가능 - DRAM(dynamic, 동적램) - SRAM(static, 정적램)

 

ROM과 RAM의 종류와 특징

 

*바이오스(BIOS: Basic Input Output System)

• 컴퓨터의 기본 입출력장치나 메모리 등 하드웨어 작동에 필요한 명령을 모아놓은 프로그램
• 전원이 켜지면 POST(Power On Self Test)를 통해 컴퓨터 점검 후 사용 가능한 장치를 초기화 한다.
• 바이오스는 CMOS RAM에 저장된 입출력장치에 대한 정보를 사용한다.
• 최근의 바이오스는 플래시 롬(Flash ROM)에 저장되므로 칩을 교환하지 않고도 바이오스 업그레이드 가능
• 바이오스는 ROM에 저장되어 있어 ROM-BIOS라고 하며, 하드웨어와 소프트웨어의 중간 형태로 *펌웨어(Firmware)라고도 한다. 

*펌웨어(Firmware)

• 하드웨어의 동작을 지시하는 소프트웨어지만 하드웨어적으로 구성되어 하드웨어의 일부분으로도 볼 수 있음.
• 주로 ROM에 반영구적으로 저장되어 하드웨어를 제어(관리)하는 역할 수행
• 읽기/쓰기가 가능한 플래시 롬(Flash ROM)에 저장되어 내용을 쉽게 변경/추가/삭제 가능
• 펌웨어로 만들어져 있는 프로그램을 마이크로 프로그램이라고 함. 

 

★기타 메모리

플래시 메모리	EEPROM의 일종, 비휘발성 메모리, 블록 단위로 데이터 저장
캐시 메모리	CPU와 주기억장치 사이에서 컴퓨터 처리 속도를 향상 시킴, SRAM 사용
가상 메모리	보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 메모리 기법
버퍼 메모리	두 장치간 데이터를 주고받을 때 속도 차이 해결 위해 데이터 임시로 저장하는 공간
연상 메모리	주소 대신 기억된 내용의 일부를 이용하여 직접 접근하는 장치

 

Q. 메모리 용량이 부족할 경우?

• 불필요한 프로그램 종료
• 불필요한 자동 시작 프로그램 삭제
• 시스템 속성 창에서 가상 메모리 크기 적절히 설정 
• 메모리(RAM) 추가

 

- 보조기억장치 

• SSD
• CD-ROM
• DVD
• Blu-Ray

 

★기억장치 접근 속도 비교 (빠름 -> 느림) 

레지스터 -> 캐시(SRAM) -> DRAM -> ROM -> *하드디스크 -> Zip Disk -> CD ROM -> 플로피디스크 -> 자가테이프

 

하드디스크

*파티션

• 하나의 물리적인 하드디스크를 여러 개의 논리적인 영역으로 나누는 작업 
• 목적: 드라이브 확보 및 하드디스크에 서로 다른 운영체제 설치
• 하나의 파티션에는 한 가지의 파일 시스템 사용 가능 
• 파티션 설정 후 포맷 필수 

 

Q. 하드 디스크 용량이 부족할 경우?

• 자주 사용하지 않는 파일 백업 및 삭제
• 불필요한 Windows 기능 및 불 필요한 프로그램 제거
• 불필요한 파일 삭제(휴지통 파일, 임시 인터넷 파일, 다운로드 프로그램 파일)
• 디스크 정리 수행
• 웹 브라우저 캐시 폴더 내용 삭제
• .bak(백업 파일), .tmp(임시 파일)인 파일 삭제 

 

 

- 포트

 

USB포트 

• 기존의 직렬, 병렬, PS/2 포트를 통합한 범용 직렬 버스
• 주변 장치 최대 127개까지 연결 가능

- 입력장치 

: 키보드, 마우스 등

 

- 출력장치 

 

프린터

• 한글 Windows10에서는 프린터 컴퓨터에 연결하면 자동 설치됨
• 설치방법: [시작] - [설정] - [장치] - [프린터 및 스캐너] - [프린터 또는 스캐너 추가] 
• 여러 개의 프린터 한 대의 컴퓨터에 설치 가능
• 한 개의 프린터를 네트워크로 공유하여 여러 대 컴퓨터 설치 가능
• 프린터마다 개별적으로 이름 붙여서 설치 가능
• 이미 설치한 프린터를 다른 이름으로 다시 설치 가능 
• 네트워크 프린터(=다른 컴퓨터에 연결되어 있는 프린터) 설치 시, 포트가 자동으로 지정됨
• 네트워크 프린터 사용 시, 프린터 공유 이름과 프린터가 연결된 컴퓨터 이름 파악 필수 

- 기본 프린터 

• 특정 프린터 지정하지 않은 경우 자동으로 인쇄 작업이 전달되는 프린터
• 기본 프린터는 하나만 지정 가능 
• 현재 기본 프린터 해제 원할 시, 다른 프린터를 기본 프린터로 설정 필요
• 네트워크 프린터나 추가 설치된 프린터도 기본 프린터로 설정 가능

 

 

- 표시장치

: 모니터 

 

컴퓨터 소프트웨어

사용권에 따른 소프트웨어 분류

• 상용 소프트웨어
• 셰어웨어: 기능 혹은 사용 기간에 제한 두어 배포, 정식 프로그램 구매 유도
• 트라이얼 버전: 셰어웨어보다 일부 기본적 기능만 사용 가능 
• 프리웨어
• 공개 소프트웨어
• 데모버전: 정식 프로그램 기능 홍보 위하여 사용 기간이나 기능 제한하여 배포 
• 알파버전: 베타 테스트 하기 전, 회사 내에서 테스트 목적으로 제작  
• 베타버전: 정식 프로그램 출시 전, 테스트 목적으로 일반인에게 공개 
• 패치버전
• 번들

 

레지스트리

• 컴퓨터에 설치된 모든 하드웨어와 소프트웨어의 실행 정보를 한군데 모아 관리하는 계층적 데이터베이스
• Windows 운영체제의 시스템 설정 및 구성 정보를 기억하고 관리
• 실행: [시작] - [Windows 관리도구] - [레지스트리 편집기]

 

---

Quiz. 

1. 다음 중 컴퓨터의 CPU에 있는 레지스터에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? 

1) CPU에서 자료를 일시적으로 저장하는 저장장치이다.

2) 주기억장치보다 저장 용량이 적고 속도가 느리다.

3) ALU(산술/논리장치)에서 연산된 자료를 일시적으로 저장한다.

4) 레지스터에는 명령 레지스터, 주소 레지스터, 프로그램 카운터 등 여러 유형의 레지스터가 있다. 

 

2. 다음 중 컴퓨터의 연산장치에 있는 누산기에 관한 설명으로 옳은것은?

1) 연산 결과를 일시적으로 기억하는 장치이다.

2) 명령의 순서를 기억하는 장치이다.

3) 명령어를 기억하는 장치이다.

4) 명령을 해독하는 장치이다. 

 

3. 다음 중 연산장치에 사용되는 레지스터나 회로가 아닌 것은?

1) 상태 레지스터

2) 프로그램 카운터

3) 누산기

4) 보수기

 

4. 다음 중 CPU와 주기억장치 사이에서 데이터의 접근 속도를 빠르게 하기 위한 기억장치를 무엇이라 하는가?

1) DRAM

2) Register

3) Cache Memory

4) ROM

 

정답

1. 2번

2. 1번

3. 2번

4. 3번