컴퓨터 구조를 이해하고 있는 경우 프로그래밍 오류가 발생된 경우 문제 해결의 실마리를 다양하게 찾을 수 있습니다.
컴퓨터 구조 지식은 크게 두가지 입니다.
1. 컴퓨터가 이해하고 있는 정보
2. 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품
1. 컴퓨터가 이해하고 있는 정보
컴퓨터는 이진법(0,1) 표현된 정보만을 이해합니다.
0, 1로 표현되는 정보에는 크게 데이터, 명령어입니다.
데이터
컴퓨터가 이해하는 숫자, 문자, 이미지, 동영상과 같은 정적인 정보를 가리킵니다.
컴퓨터와 송수신하는 정보, 컴퓨터에 저장된 정보를 가리키는 경우 편하게 데이터라고 통칭하는 경우도 있습니다.
명령어
컴퓨터를 한마디로 정의하는 경우 "컴퓨터는 명령어를 처리하는 기계"로 답변이 가능합니다.
컴퓨터를 실질적으로 작동시키는 더 중요한 정보는 명령어입니다.
데이터는 명령어 없이 동작을 안 하는 데이터 덩어리이지만 명령어는 데이터를 동작시키고
컴퓨터를 작동시키는 정보입니다.
즉 명령어는 컴퓨터를 작동시키는 정보이고 데이터는 명령어를 위해 존재하는 일종의 재료입니다.
이런 점에서 컴퓨터 프로그램은 '명령어들의 모음'으로 정의됩니다.
2. 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품
중앙처리장치(CPU)
- 컴퓨터의 두뇌입니다.
- 메모리에 저장된 명령어를 읽고, 읽은 명령어를 해석, 실행하는 부품입니다.
▷내부 구성 요소 3가지
- 산술 논리 연산장치(ALU)
→ 간단히 계산기입니다.
→ 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산은 ALU가 수행합니다.
- 레지스터
→ CPU 내부의 작은 임시 저장 장치입니다.
→ 프로그램을 실행하는 데 필요한 값들을 임시로 저장합니다.
→ CPU 안에는 다중 레지스터가 존재하고 각기 다른 이름, 역할을 가지고 있습니다.
- 제어장치
→ 제어 신호라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치입니다.
→ 제어 신호란 컴퓨터 부품을 관리하고 작동시키는 일종의 전기 신호입니다.
주기억장치(메모리)
- 현재 실행되는 프로그램의 명령어, 데이터를 저장하는 부품입니다.
- 프로그램이 실행되려면 반드시 메모리에 저장되어야 합니다.
- 메모리 속 명령어, 데이터 위치가 정돈되어야 하는데 이를 위해 주소라는 개념이 사용됩니다.
- 주소는 메모리에 저장된 값에 효율적으로 접근하기 위함입니다.
※ 단점
- 컴퓨터 전원 종료되는 경우 저장된 내용 유실됨
보조기억장치
- 메모리보다 크기가 크고 전원이 꺼진 경우도 저장된 내용을 잃지 않는 메모리를 보조할 저장 장치입니다.
- 대표적으로 '하드 디스크, SSD, USB ' 등이 있습니다.
- 컴퓨터 전원이 종료되어도 내부에 파일이 남아 있었던 이유로 파일을 보조기억장치로 저장했기 때문입니다.
- 메모리가 현재 '실행되는' 프로그램을 저장한다면, 보조기억장치는 '보관할' 프로그램을 저장합니다.
입출력 장치
- 대표적으로 '마이크, 스피커, 프린터, 마우스'처럼 컴퓨터 외부에 연결됩니다.
- 컴퓨터 내부와 정보를 교환하는 장치를 의미합니다.
※ 보조기억장치로 '하드 디스크, USB 메모리' 등을 '컴퓨터 외부에 연결되어 컴퓨터 내부와
정보를 교환할 수 있는 장치'로 입출력 장치로 말할 수 있지만 이를 통칭하는 말은 주변장치라 합니다.
메인보드
- 지금까지 설명한 컴퓨터의 핵심 부품들은 모두 메인보드에 연결합니다.
- 메인보드를 마더보드라고 말할 수 있습니다.
- 연결된 부품들은 서로 정보를 송수신하고 메인보드 내부에 버스라는 통로가 있기 때문입니다.
시스템 버스
- 컴퓨터의 네 가지 핵심 부품을 연결하는 가장 중요한 버스입니다.
- 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스로 구선됩니다.
▶ 주소 버스
- 주소를 주고받는 통로
▶ 데이터 버스
- 명령어, 데이터를 주고 받는 통로
▶ 제어 버스
- 제어 신호를 주고받는 통로입니다.
