2-1 컴퓨터의 기본 구성 / 하드웨어의 구성, 폰노이만 구조란?

하드웨어의 구성

• 필수장치
  • 중앙처리장치(CPU): 명령어를 해석하여 실행
  • 메인메모리(제1저장장치): 작업에 필요한 프로그램과 데이터를 저장. 바이트 단위의 주소 분할. 데이터를 영구적으로 저장할 수 없다(전원OFF시 소멸).
• 주변장치
  • 입력장치: 외부의 데이터를 컴퓨터에 입력하는 장치. 키보드, 마우스, 스캐너, 터치스크린 등
  • 출력장치: 컴퓨터의 처리결과를 사용자가 원하는 형태로 출력하는 장치. 프린터, 모니터, 스피커 등
  • 저장장치(제2저장장치, 보조저장장치): 메인메모리와 달리 구동장치가 있어 속도가 느리지만, 저렴하고 용량이 크다. 데이터를 영구적으로 저장한다.
    • 자성 이용 저장장치: 카세프테이프, 플로피디스크, 하드디스크 등
    • 레이저 이용 저장장치: CD, DVD, 블루레이디스크 등
    • 메모리 이용 저장장치: USB 드라이버, SD 카드, CF 카드 등

• 버스: 각 장치를 연결하는 선의 집합, 데이터가 지나다니는 통로
• 메인보드: CPU와 메모리 등 다양한 부품을 연결하는 커다란 판. 각종 부품을 꽂을 수 있는 단자들이 있다(CPU 단자, 마우스키보드 단자, 사운드 단자 등). 단자에 연결되는 카드들이 기본으로 장착되어 있기도 하다. 성능향상을 위해선 따로 장착한다. 메인보드에도 다양한 제품이 있는 듯 하다.
  
  

  

 

 

 

 

폰노이만 구조 von Neumann architecture

CPU, 메모리, 입출력장치, 저장창치가 버스로 연결된 구조이다. 하드웨어는 그대로 둔 채 작업을 위한 프로그램만 교체하여 메모리에 올리는 방식으로, 기존의 하드와이어링(전선 회로) 형의 전선 재연결과 같은 번거로움을 해결했다. 메모리를 이용하여 프로그래밍이 가능한 오늘날 컴퓨터 구조의 모습이다.

 

이 구조의 핵심은 '운영체제를 포함한 모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있다'는 것이다.

 

 

 

 

 

하드웨어 사양

• 클록(clock): CPU의 속도와 관련된 단위이다. 클록이 일정 간격으로 틱(tick)을 만들면 CPU가 이 박자에 맞춰 작업을 한다. 버스는 메인보드의 클록이 만드는 틱에 맞춰 데이터를 이동시킨다.
  * 틱은 펄스pulse 또는 클록틱clock tick 이라고도 부른다.
• 헤르츠(Hz): 클록틱이 발생하는 속도를 나타내는 단위로, 1초에 클록틱이 발생하는 횟수를 나타낸다. 3.5kHz는 3500Hz이고 1초에 3500번 클록틱이 발생함을 나타낸다.
• 시스템 버스: 전면 버스(FSB, Front-side bus)라고도 한다. 메모리와 주변장치를 연결하는 버스이다. 헤르츠가 같은 메모리와 부품에 연결해야 제 속도를 낼 수 있으며 효과적이다.
• CPU 내부 버스: 후면 버스(BSB, Back-side bus)라고도 한다. CPU 내부 버스의 속도는 CPU 클록과 같아 시스템 버스보다 훨씬 빠르다(전면 버스와 후면 버스 사이에 속도차가 존재한다).

 

 

출처: <쉽게 배우는 운영체제>, 한빛 아카데미