[ 쉽게 배우는 운영체제 ] 2-1. 컴퓨터의 기본 구성
1. 하드웨어의 구성
컴퓨터는 중앙처리장치 cpu, 메인 메모리, 입력장치, 출력장치, 저장장치로 구성된다.
필수장치 : 중앙처리장치 cpu, 메인메모리
주변장치 : 중앙처리장치와 메인 메모리 외의 부품
CPU
중앙처리장치를 말한다.
명령어를 해석하여 실행하는 장치다.
메모리
메인 메모리(제1저장장치 first storage)를 말한다.
전력이 끊기면 데이터를 잃어버린다.
저장장치
보조 저장장치(제2저장장치 second storage)를 말한다.
하드디스크나 USB 메모리 등이 이에 해당하며 데이터를 영구히 보관하기 위해 사용한다.
입출력 장치
- 입력장치 : 외부의 데이터를 컴퓨터에 입력하는 장치로, 초기의 컴퓨터는 천공카드를 사용했으나 지금은 키보드, 마우스, 스캐너 등을 사용한다.
- 출력장치 : 컴퓨터에서 처리한 결과를 사용자가 원하는 형태로 출력하는 장치로, 프린터, 모니터, 스피커 등이 있다.
저장장치
저장장치는 구동장치가 있는 기계이기 때문에 메모리보다 속도가 느리지만 저렴하고 용량이 크며, 전원 온오프와 관계없이 데이터를 영구적으로 저장한다.
- 자성을 이용하는 장치 : 카세트테이프, 플로피디스크, 하드디스크
- 레이저를 이용하는 장치 : CD, DVD, 블루레이 디스크
- 메모리를 이용하는 장치 : USB 드라이버, SD 카드, CF 카드, SSD
메인보드
CPU와 메모리 등 다양한 부품을 연결하는 커다란 판이다.
메인보드에는 가는 선인 버스가 복잡하게 얽혀있으며 전력이 공급되면 버스로 연결된 부품이 작동한다.
메인보드에는 각종 부품을 꽂을 수 있는 단자가 있는데, 이 단자에 그래픽카드, 사운드카드, 랜카드 등이 기본으로 장착되어있기도 하고, 성능을 향상하기 위해 따로 장착하기도 한다.
* 버스
: 각 장치를 연결하는 선의 집합이자 데이터가 지나다니는 통로. 일정한 규칙에 따라 각 장치에 데이터를 전송하는 역할을 한다.
2. 폰노이만 구조 Von Neumann architecture
모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있다.
폰노이만 구조는 cpu, 메모리, 입출력장치, 저장장치가 버스로 연결되어있는 구조를 말한다.
폰노이만 구조가 등장하기 전에는 전선을 연결하여 회로를 구성하는 하드와이어링 형태였기 때문에 다른 용도로 사용하려면 전선의 연결을 바꿔야만 했다.
이런 문제를 해결하기 위해 미국의 수학자인 폰 노이만은 메모리를 이용해 프로그래밍이 가능한 구조, 즉 하드웨어는 그대로 둔 채 작업을 위한 프로그램만 교체하여 메모리에 올리는 방식을 제안했다.
3. 요리사 모형
- 요리사 : CPU
- 요리방법의 결정 : CPU가 작업을 진행(프로세스 관리)
- 도마 : 메모리
- 도마 위의 재료 정리 : 여러 프로그램이 사용하는 메모리를 관리하는 것(메모리 관리)
- 보관창고 : 저장장치
- 보관 창고 정리 : 저장장치 내의 데이터를 관리하는 것(저장장치 관리)
4. 하드웨어 사양 관련 용어
클록 clock
CPU의 속도와 관련된 단위
클록이 일정 간격으로 틱 tick을 만들면 거기에 맞추어 CPU 안의 모든 구성 부품이 작업을 한다.
틱은 펄스 pluse 또는 클록 틱 clock tick이라고도 부른다.
버스에는 여러 개의 부품이 연결되어있는데, 메인보드의 클록이 틱을 보낼 때마다 데이터를 보내거나 받는다.
헤르츠 Hz
클록 틱이 발생하는 속도를 나타내는 단위로 1초에 클록틱이 몇번 발생하는지를 나타낸다.
1초에 클록틱이 한 번이면 1Hz, 1000번이면 1kHz이다.
시스템 버스 System bus
메모리와 주변장치를 연결하는 버스로 FSB(Front-Side Bus), 즉 전면 버스라고 한다.
CPU 내부 버스
CPU 내부에 있는 장치를 연결하는 버스로 BSB(Back-Side Bus), 즉 후면 버스라고 한다.