중앙처리장치(CPU)

컴퓨터의 두뇌라고도 불리는 CPU는 메모리에 저장된 명령어를 읽고, 읽은 명령어를 해석, 실행합니다.
CPU에는 산술논리연산장치(ALU), 레지스터, 제어장치 등의

ALU

:계산기. 계산만을 위해 존재하는 부품입니다. 컴퓨터 내부에서 수행되는 대부분의 계산을 처리합니다.

레지스터

: CPU 내부에 존재하는 작은 임시저장 장치로, 프로그램 실행에 필요한 값들을 임시로 저장합니다. CPU안에는 여러 개의 레지스터가 존재하고 각기 다른 이름과 역할을 지닙니다.

제어장치

: 제어신호라는 전기신호를 내보내 컴퓨터 부품들을 관리 및 작동시키고, 명령어를 해석합니다.

세 장치의 실행 흐름을 알아보도록 하겠습니다.

제어장치가 주소에 저장된 명령어를 읽기 위해 메모리에 "메모리를 읽어라"는 신호를 보냅니다.
메모리가 신호를 받아 주소에 저장된 메모리 속 명령어를 CPU에 전달하고, CPU는 이 명령어를 레지스터에 저장합니다.
제어장치가 명령어를 해석하고, 필요한 데이터를 판단합니다.
제어장치가 저장된 데이터를 읽기 위해 다시 메모리에 "메모리를 읽어라"는 신호를 보냅니다.
메모리가 다시 메모리 속 명령어를 CPU에 전달하고, 레지스터 저장. ALU는 이제 읽어들인 데이터로 연산을 진행합니다.
연산 결과를 레지스터에 저장하고 명령어를 종료합니다.
돌림노래,, 제어장치가 다시 명령어를 읽기위해 제어신호를 보냅니다.

CPU의 추가 개념. 프로세서와 코어

프로세서(Processor)란, 명령어를 처리하고 받기 위한 논리회로를 말합니다. CPU를 보조하고 연산하며 제어하는 핵심적인 역햘을 가지고 있습니다.

코어(Core)란, CPU 속 연산을 처리하는 부품을 일컷는 말로 프로세서의 작업을 도와주는 역할을 가지고 있습니다.

CPU안에 프로세서의 개념이 있고 프로세서 안에 코어가 존재합니다.
따라서 멀티코어는 여러 개의 코어가 각자의 역할을 수행할 수 있도록 하는 반면
멀티 프로세서는 한개의 프로세서가 여러개의 작업을 동시에 처리할 수 있습니다.

CPU의 작동 구조

CPU가 작동하는 구조는 총 두가지가 있습니다. 현대에는 폰 노이만 구조를 통한 컴퓨터 구조를 활용하고 있다고 합니다.

폰 노이만 구조

: 하드웨어적인 전선의 연결을 바꿀 필요 없이 소프트웨어를 교체하여 메모리에 올려 실행하는 방식으로 최초의 프로그램이 내장된 컴퓨터입니다. 컴퓨터가 처리해야할 명령어, 명령을 수행하는데 필요한 데이터, 수행 결과들을 메모리에 보관하여 순차적으로 실행하는 방식으로 프로그램이 동작합니다.

- 데이터와 프로그램 명령어가 동일한 메모리에 저장됨(병목현상 등의 문제발생)

- 명령어가 순차적으로 하나씩 처리됨

하버드 구조

: 명령어와 데이터 메모리가 구분되어 병렬적으로 작업이 처리되도록 구현된 폰 노이만을 변형하여 컴퓨터 아키텍처로 메모리를 분리하여 파이프라인 사용시 최적의 환경을 제공합니다.

- 명령어와 데이터가 서로 다른 경로로 처리됨.

- 폰 노이만 구조에 비해 더 빠른 속도를 자랑

주기억장치(메모리)

(+주기억장치에는 크게 RAM과 ROM.두가지의 종류가 있고, 메모리라는 용어는 보통 둘 중 RAM을 지칭합니다.)
메모리는 현재 실행되는 프로그램의 명령어와 데이터를 저장하는 부품입니다.
프로그램이 실행되고자 한다면 실행하고자 하는 프로그램의 명령어와 데이터가 메모리에 반드시 저장되어 있어야만 합니다.
메모리에서는 저장된 값에 빠르고 효율적으로 접근하기 위해 주소라는 개념을 사용합니다.

+램은 많을수록 좋은 장치 중에 하나입니다. 램은 보조기억장치와 CPU사이의 중간다리 역할을 하고 있기 때문에 보조기억장치에서 CPU로 이동할 수 있는 램의 제한 용량이 커지면 커질수록 처리하는 속도 또한 빠르기 때문입니다.

보조기억장치

주기억장치의 가격적인 단점, 전원이 꺼지면 내용을 잃는다는 단점을 보완하기 위해 탄생한 장치입니다.
메모리보다 크기가 크며, 전원이 꺼져도 내용을 잃지 않는 저장장치로, 하드 디스트, SSD, USB, DVD, CD등의 저장장치가 있습니다.

입출력장치

마이크, 스피커, 마우스, 키보드처럼 컴퓨터 외부에 연결되어 내부와 정보를 교환하는 중간거래상입니다.

메인보드: CPU, 메모리, 시스템 버스 등을 감싸주고있는 존재입니다.