2강. 컴퓨터의 구성

1. 컴퓨터의 구성 요소

• 하드웨어
  • 컴퓨터를 구성하고 있는 물리적 부품
  • ex ) 마우스, 키보드, CPU 등
• 소프트웨어
  • 다양한 장치들을 동작시켜 특정 작업을 해결하는 프로그램
  • ex ) 윈도우, 어도비 등

2. 사람의 문제 해결 과정

• 입력 → 기억 및 저장 → 제어 ( 어떤 문제를 먼저 처리할지 생각 ) → 연산 → 출력

3. 하드웨어

• 기능에 따라 입력장치, 기억∙저장장치, 제어장치, 연산장치, 출력장치로 구분
• 컴퓨터도 사람의 문제해결 과정과 비슷한 구조를 가지고 있다.
• 폰 노이만 구조는 범용적 컴퓨터에 큰 기여

4. 소프트웨어

• 각각의 고유한 기능을 수행하는 하드웨어가 언제 어떻게 동작하여 문제를 해결할 수 있는지 지시하는 명령어 집합
• 알고리즘을 프로그래밍 언어로 구현한 결과물이 소프트웨어
• 구분
  • 응용 소프트웨어 ( Application )
    • 사용자의 업무나 목적에 맞게 문제 해결을 위한 처리 절차를 표현한 명령어 집합
  • 시스템 소프트웨어
    • 하드웨어를 제어·관리하여 응용 소프트웨어를 실행할 수 있는 환경을 제공

5. 하드웨어 - 입력장치

• 명령과 데이터를 컴퓨터에 전달하는 장치
• 컴퓨터가 처리할 수 있는 2진수 형태로 변환
• 종류
  • 키보드, 마우스, 스캐너, 터치 스크린
  • 특수 입력장치 : 마이오( Myo ), 립 모션( Leap Motion ) [ 동작 입력장치 ]

6. 하드웨어 - 출력장치

• 정보 처리 결과를 인간이 인식 가능한 형태의 데이터로 내보내는 장치
• 2진수 형태의 데이터를 문자, 숫자, 도형, 음성, 영상 등의 형태로 변환
• 종류
  • 모니터, 스피커, 프린터, 초 지향성 스피커, 3D 프린터
  • 특수 출력 장치 1 : HUD( Head-Up Display ) [ 현실 + 가상 : AR ]
  • 특수 출력 장치 2 : HMD( Human-Mounted Display ) [ 100% 가상 세계 정보 표시 : VR ]

7. 하드웨어 - 기억( 저장 )장치

• 명령과 데이터를 기억( 저장 )하는 하드웨어
• 역할에 따라 주기억장치( 기억장치 )와 보조기억장치( 저장장치 )로 구분
• 종류
  • 주기억 장치 : ROM, RAM
  • 보조 기억장치 : 플로피 디스크, 자기 디스크, 광학 디스크, 플래시 드라이브
  • 특수 기억( 저장 )장치 : SSD( Solid State Drive )
    • RAM을 이용한 저장장치
    • 빠른 속도, 외부 충격에 강함, 적은 전력소모가 강점
    • 최근 하드디스크를 대체할 저장장치로 각광

8. 하드웨어 - 제어장치와 연산장치

• 명령어와 데이터를 읽고 데이터를 연산 또는 처리하는 장치
• 현대의 컴퓨터는 제어장치와 연산장치가 별도로 구분되어있지 X → CPU
• CPU의 구분
  • 레지스터( Register )
    • 고속으로 동장하는 저장장치
    • CPU 내부에서 초고속으로 데이터를 저장하거나 읽어냄
  • 제어 유닛( Control Unit )
    • 레지스터에서 명령을 읽고, 이를 연산 논리 유닛으로 전달
  • 연산 논리 유닛( ALU )

9. 소프트웨어

• 고유한 기능을 수행하는 하드웨어가 언제 어떻게 동작하여 문제를 해결할 수 있는지 절차를 지시하는 명령어 집합
• 구분
  • 응용 소프트웨어
  • 시스템 소프트웨어

10. 시스템 소프트웨어

• 다양한 장치들을 서로 유기적으로 동작시켜 특정 작업을 수행할 수 있는 환경을 조성하는 프로그램
• 종류
  • 컴파일러
    • 소스코드를 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역하는 소프트웨어
  • 운영체제( 커널 )
    • 사용자가 컴퓨터를 효율적으로 운영∙관리∙사용할 수 있도록 하드웨어를 제어하는 소프트웨어
  • 유틸리티
    • 부가적인 기능을 제공하여 사용자가 컴퓨터를 효율적이고 편리하게 관리할 수 있도록 지원해주는 소프트웨어

11. 운영체제의 개념

• 응용 소프트웨어가 효과적으로 작동할 수 있는 환경을 조성 ( 시스템 환경 관리 )

12. 운영체제의 역할

• 컴퓨터의 자원( 하드웨어 )을 효율적으로 관리하고 응용 프로그램에 자원을 할당
• 역할
  • 사용자 인터페이스
    • 컴퓨터와 사용자를 매개하여 상호작용하는 방법을 제공
    • ex ) CLI( Command Line Interface ), GUI( Graphic User Interface )
  • 프로세스 관리
    • 프로세스는 실행되고 있는 상태의 프로그램
    • 여러 프로그램 실행이 요청되면 한정된 자원( 기억장치 등 )을 효과적으로 사용하도록 조율
    • ex ) 작업관리자에서 확인할 수 있음
  • 네트워크 관리 ( 네트워크 인터페이스 )
    • 컴퓨터는 네트워크를 통해 상호 데이터 교환
    • 응용 프로그램이 통신할 수 있는 환경 제공 및 통신 장치( 하드웨어 ) 관리
    • ex ) 설정 > 네트워크 및 인터넷에서 확인 가능
  • 기억장치 관리
    • 보조 기억장치에 저장된 컴퓨터의 프로그램은 실행되기 위해서 주기억장치에 적재해야 함
    • 주기억장치의 크기는 보조기억장치의 크기보다 매우 작기 때문에 효율적 관리가 요구
  • 입출력장치 관리