[Computer Architecture] 1. 컴퓨터 시스템의 이해

# 컴퓨터의 구성

 1. 소프트웨어

  - 시스템 소프트웨어 : 응용 소프트웨어와 하드웨어 사이의 호환성을 해결해주는 중개자 역할을 한다.

   ex) 운영체제, 컴파일러, 링커, 유틸리티

  - 응용 소프트웨어

   ex) 엑셀, 파워포인트, 로켓 발사, 테슬라 자동차 자율주행

 

 2. 하드웨어 

 

<하드웨어의 구성>

  - 주기억장치 : 프로세스가 진행되는 곳이다. ex) 작업을 할 때 사용하는 테이블

  - 중앙처리장치 ex) 작업을 보조하는 뇌, 계산기와 같은 도구

  - 보조기억장치 : 처리된 프로세스의 내용이 담기는 공간이다. ex) 서류작업 후 서류를 넣어두는 서랍

  

# 데이터의 표현

 1. 정보(information) : 가공된 데이터

 

 2. 데이터(data) : 정보 처리를 위해 이진(binary) 혹은 디지털과 같은 편리한 형태로 전환된 자료, 정보의 원재료

  - 데이터의 표현 : 수치 데이터(연산용 데이터) / 비수치 데이터(입출력용 데이터) / 특수문자(입출력 및 연산용 데이터) 

  - 데이터의 단위

<데이터의 단위>

 

# 컴퓨터 구성 요소의 기능 및 이해

 1. 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU ≒ Micro Processing Unit, MPU)

  컴퓨터의 두뇌에 해당하며, 사용자로부터 입력 받은 명령어를 해석, 연산한 후 실행하는 장치이다. 마이크로 프로세서와 거의 동일한 의미로 사용되고, 산술논리 연산장치(Arithmetic Logic Unit, ALU), 제어장치(Control Unit, CU) 및 각종 레지스터들로 구성된다.

 

※ 마이크로 프로세서(Micro Processor Unit, MPU) : CPU를 LSI(고밀도 집적회로)화한 일종의 통합장치

 

 2. 주변장치(Peripheral Device)

  - 주기억장치

   (1) RAM(Random Access Memory)

    · DRAM(Dynamic RAM)

    · SRAM(Static RAM)

   (2) ROM(Read Only Memory)

 

  - 보조기억장치 ex) USB, CD, SD card, 플래시 메모리(SSD, CF 메모리), 하드디스크

 

  ※ 속도 : 빠르다 | 레지스터 < SRAM < DRAM < 보조기억장치 | 느리다

  ※ 가격 : 비싸다 | 레지스터 > SRAM > DRAM > 보조기억장치 | 저렴하다

  ※ 중앙처리장치와 주변장치 간의 흐름

 

<중앙처리장치와 주변장치 간의 흐름>

 

  - 입출력장치 ex) 키보드, 마우스, 스캐너, 터치스크린

 

# 양자 컴퓨터

 1. 개념

  중첩(superposition), 얽힘(entanglement) 등 양자의 고유한 물리적 특성을 활용하여, 다수의 정보를 동시 처리할 수 있는 새로운 개념의 컴퓨터이다. 원래의 컴퓨터는 절차적으로 단계를 밟아가며 실행해야 하는데 반해, 양자 컴퓨터는 이러한 절차적 인지를 벗어나 병렬적으로 작업을 처리한다. 

 

 2. 등장 배경

  - 듀얼코어, 쿼드코어 등 여러개의 CPU가 컴퓨터에 장착될 수 있는 하드웨어적 발전에 비해, 프로그래밍은 병렬적으로 처리하는 것을 따라가지 못해 등장하였다.

  - 현대 반도체 칩의 미세회로에서 발생하는 누설 전류는 발열을 발생시키는 등 한계가 있어 새로이 등장하였다.

 

 3. 특징

  - 양자적 정보 단위인 양자비트, 큐비트(qubit)를 정보처리의 기본 단위로 한다. 

  - 양자 병렬처리를 통해 정보처리 및 연산속도가 지수함수적으로 증가하여 빠른 속도로 문제 해결이 가능하다.

 

 

본 포스팅은 이승주 강사님의 패스트캠퍼스 컴퓨터 공학 전공 필수 올인원 패키지 Onlne

Part 4. 컴퓨터 구조 강의 내용을 듣고 정리한 내용을 담고 있습니다.