컴퓨터 하드웨어 구성, 기본상식

출처 : Pixabay / Michal Jarmoluk

컴퓨터 하드웨어 기본 구성

1. 메인보드 (Main board / Mother board)
‘데이터를 전달하는 중간자’
모든 컴퓨터 장치들은 메인보드에 실장 또는 연결된다. 컴퓨터 본체에는 중앙처리장치(CPU), 주기억장치, 보조기억장치 등 여러 구성 요소들이 일을 처리하기 위해서 서로 테이터를 교환해야 하는 데 연결 통로가 필요하다. 그래픽 카드나 사운드 카드 그리고 모뎀 등과 같은 확장 장치들도 각종 주변 장치들과 연결되어야 한다. 이 연결의 역할을 하는 것이 바로 메인보드이다. 

 

2. 중앙처리장치 (CPU, Central Processing Unit)
컴퓨터의 핵심부품으로서실행되는 모든 프로그램 명령어를 해석한 뒤 실행한다. 또한 컴퓨터의 모든 장치를 제어한다. 일반적으로 사용하는 개인용 컴퓨터 즉 마이크로컴퓨터는 중앙처리장치를 마이크로프로세서(Micro Processor)라고 부르거나 간단히 프로세서(Processor)라고 하기도 한다.

*중앙처리장치(CPU)의 성능
중앙처리장치의 성능은 데이터 처리 속도와 처리 양에 따라 가늠한다. 먼저 처리 속도는 ‘Hz’ 단위를 사용한다. 예를 들어 일초에 십억 번의 전기적 신호(Pulse)를 처리한다면 1GHz의 속도인 장치인 것이다. 
데이터 처리 양의 단위는 ‘bit’이다. 데이터가 전달되는 통로를 버스(bus)라고 하는데 버스의 폭 즉 차량으로 비유하자면 4차선보다 8차선이 많은 양의 차량을 소화할 수 있는 것처럼 컴퓨터 또한 16bit, 32bit, 64bit 숫자가 커질수록 많은 양의 데이터를 처리할 수 있다. 

*중앙처리장치(CPU)의 구성
-산술논리연산장치 (ALU, Arithmetic and Logical unit)
덧셈 뺄셈과 같은 산술연산과 AND/OR 같은 논리연산 그리고 수치의 크기 비교 등 역할을 한다.
-제어장치 (Control Unit)
산술논리장치, 기억장치, 입출력장치 등과 같은 모든 장치들을 제어하고 각 프로그램의 명령어를 해독한다. 
-레지스터 (Register)
명령어를 실행하기 위한 기억장치이다. 누산기, 프로그램 카운터, 명령어 레지스터, 인덱스 레지스터 등이 있다. 

 

3. 주기억장치 (Main Memory)
보조기억장치에서 데이터를 입력받아서 중앙처리장치(CPU)가 작업할 수 있도록 프로그램과 데이터를 기억하는 장치이다. 크기는 작지만 속도는 빠른 메모리이다. 메모리의 용량은 컴퓨터의 데이터 처리 속도나 작업의 효율을 결정하는 중요한 요소이다. 
*RAM (Random Access Memory)
직역하면 ‘임의 접근 기억장치‘이다. 전원 공급이 중단되면 내용이 지워지는 휘발성 메모리이며 데이터가 저장된 위치와 관계없이 같은 속도로 데이터에 접근할 수 있는 임의 접근 기억장치이다. 용량은 128MB, 256MB, 512MB 등과 같이 표현되며 숫자가 클수록 용량이 크고 작업 속도가 빨라진다. RAM은 용량의 한계로 데이터나 프로그램은 보조기억장치에 저장한다. RAM의 종류에는 DRAM (Dynamic RAM/동적 RAM)과 SRAM (Static RAM/정적 RAM)이 있다. 두 가지 RAM은 충전 여부로 구분할 수 있는데 DRAM은 축전지를 타입으로 재충전이 필요하고 SRAM은 플립플롭 기억소자 타입으로 방전되지 않는다. 
*ROM (Read Only Memory)
전원 공급이 중단되어도 지워지지 않는 비 휘발성 메모리이다. 자료를 읽을 수만 있고 기록하거나 변경할 수는 없기 때문에 시스템 구동에 필요한 최소한의 환경정보 BIOS를 저장한다. 종류로는 Mask ROM, PROM, EPROM이 있다. 

 

4. 보조기억장치

*하드디스크 (Hard disk)
자성체로 코팅된 알루미늄과 같이 딱딱한 원판과 자기디스크를 기록 매체로 사용한다. 대용량 자료를 저장할 수 있다. 하나의 축을 중심으로 여러 장의 디스크들이 레코드처럼 겹쳐져 있으며 디스크가 회전할 때 양쪽 면에 있는 읽기/쓰기 헤드가 데이터를 읽거나 기록한다.  

*플로피디스크 (Floppy Disk)
디스켓(Diskette)이라고도 한다. 휴대가 가능하며 하드디스크에 비해 속도가 느리고 저장 용량에도 한계가 있다. 종류는 5.25인치, 3.5인치로 구분한다.

*CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory)
광디스크 기억장치이며 레이저 광선을 이용해 데이터를 읽어 들인다. 한번 기록된 정보는 변경할 수 없고 읽을 수만 있다. 하지만 용량이 650MB 이상으로 대용량 저장이 가능하다. 

*DVD (Digital Video Disk)
CD-ROM의 기능과 용량을 확장한 영상 기록 매체이다. CD보다 많은 데이터를 저장할 수 있다. 또한 CD보다 고해상도 비디오를 구현하므로 더 길고 화질이 좋은 영상을 저장할 수 있어서 멀티미디어 매체로 각광받고 있다.   

*자기 테이프 (Magnetic tape)
마그네틱 성분이 입혀져 있는 얇은 필름이다. 디스크가 나오기 이전에 널리 사용되었던 보조기억장치이다. 

 

5. 입력장치

*키보드 (Keyboard)
101 키가 국제 표준이며 국내에서는 한/영, 한자 키가 포함된 103 키가 주로 쓰인다.

*마우스 (Mouse)

*스캐너 (Scanner)

6. 출력장치

*모니터 (Monitor)

*프린터 (Printer)

 

 

 

참고문헌: 컴퓨터 과학 개론 / 한금희, 함미옥

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2022.12.22 - [기술과학] - 컴퓨터의 역사 (시대별 컴퓨터 발전)

컴퓨터의 역사 (시대별 컴퓨터 발전)