[컴퓨터 구조] 1. 컴퓨터 구조

1. 컴퓨터 구조 이해

1) 컴퓨터 구조란

• 하드웨어와 시스템 소프트웨어로 구성된 정보 처리 시스템

• 전기적 신호로 표현된 정보를 이동 및 처리

 

컴퓨터 하드웨어 구성

• CPU: 산술 및 논리 연산, 데이터 이동, 제어 기능 수행

• 메모리: 데이터 저장 및 관리

• I/O 장치: 입력 및 출력 장치

 

2) 컴퓨터 구조 범위

• 컴퓨터(Computer): 계산 및 프로그램 실행 기계

• 프로그램(Program): 명령어들의 집합

• 명령어(Instruction): 컴퓨터가 실행할 최소 작업 단위

 

3) 컴퓨터 내부 계층 구조

• 소프트웨어: 고급언어, 어셈블리 프로그램

• 컴퓨터 구조: 프로그래머 모델, 컴퓨터 조직, 논리회로, 반도체 기술

 

4) 컴퓨터 구조 요소

• 컴퓨터가 이해하는 정보: 데이터, 명령어

 

컴퓨터의 핵심 장치

• CPU: 연산 및 제어 수행

• 메모리: 데이터 저장

• 보조기억장치: 장기 데이터 보관

• 입출력장치: 데이터 입출력 수행

 

 

2. 컴퓨터 구성 요소

1) 메인 메모리

• 프로그램 및 데이터의 일시적 저장 공간

• RAM: 읽기/쓰기 가능, 휘발성

• ROM: 읽기 전용, 비휘발성

 

2) I/O (입출력 장치)

• 컴퓨터와 외부 장치 간 데이터 교환

• 입력 장치: 키보드, 마우스

• 출력 장치: 모니터, 프린터

 

3) 버스(Bus)

• 컴퓨터 구성 요소 간 통신을 위한 데이터 전송 통로

• 데이터 버스: 데이터 전송 담당

• 주소 버스: 메모리 및 I/O 장치 주소 전송

• 제어 버스: 제어 신호 전송

 

4) CPU (중앙 처리 장치)

• 컴퓨터의 핵심 연산 및 제어 장치

• ALU(Arithmetic Logic Unit): 연산 수행

• 레지스터(Register): 고속 데이터 저장 공간

• 제어부(Control Unit): 연산 제어 및 명령어 실행

 

 

3. 컴퓨터 발달 과정

1) 세대별 분류

• 1세대(1940~1950년대): 진공관 사용 (ENIAC)

• 2세대(1950~1960년대): 트랜지스터 사용 (UNIVAC)

• 3세대(1960~1970년대): 집적회로(IC) 사용 (IBM System/360)

• 4세대(1970년대~현재): 초고속 컴퓨터, 반도체 기술 발전 (IBM System/370)

 

2) 주요 컴퓨터 발전

• ENIAC(1946): 세계 최초 전자식 계산기

• UNIVAC(1951): 최초 상업용 컴퓨터

• IBM System/360(1964): 다양한 데이터 형식 지원

• IBM System/370(1970): 메모리 및 연산 성능 향상

• 초고속 컴퓨터(1970~현재): LSI 칩 사용, 병렬처리 가능

 

3) 무어의 법칙

• 반도체 집적회로 성능이 18개월마다 2배 증가

 

4) 폰 노이만 구조 이후 변화

• 1980년대: 반도체 기술 발전, 연산 속도 증가

• 1990년대 이후: 캐시 메모리, 가상 기억장치, 명령어 파이프라인 도입

• 2000년대 이후: 멀티코어 프로세서 등장, 병렬 처리 기술 발전

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이 내용은 휴넷사회복지평생교육원의 컴퓨터 구조 강의를 듣고 정리한 것입니다.