컴퓨터 구조 개요(Computer Architecture)

컴퓨터의 구성

컴퓨터 시스템은 크게 하드웨어(Hardware)와 소프트웨어(Software) 두 가지로 나눌 수 있다. 하드웨어는 물리적으로 컴퓨터 시스템을 구성하고 있는 기계 장치이고 소프트웨어는 논리적으로 컴퓨터 시스템을 구성하고 하드웨어들을 관리하고 동작시키는 역할을 한다. 소프트웨어는 명령어들의 집합으로 볼 수 있으며 일반적으로 프로그램이라고 칭하기도 한다.

컴퓨터 아키텍처란

컴퓨터 아키텍처는 컴퓨터 시스템을 구성하는 하드웨어와 소프트웨어의 구조와 상호작용 방식을 정의하는 개념이다. 컴퓨터 아키텍처는 CPU, 메모리, 입출력(I/O) 장치 등의 하드웨어와 이들 간의 연결과 데이터 전송 방식, 그리고 명령어 집합과 같은 소프트웨어적 측면 등을 포함한다.

컴퓨터 아키텍처는 대개 명령어 집합 아키텍처(ISA) 와 시스템 아키텍처(System Architecture) 로 구분된다.

명령어 집합 아키텍처(ISA)

CPU가 인식하고 수행할 수 있는 명령어와 그 명령어가 동작하는 방식에 대한 규격이다. ISA는 하드웨어와 소프트웨어 사이의 인터페이스 역할을 한다.

시스템 아키텍처(System Architecture)

컴퓨터 시스템을 구성하는 하드웨어와 소프트웨어의 상호작용 방식에 대한 규격이다. 시스템 아키텍처는 CPU, 메모리, 입출력 장치 등의 장치를 연결하는 버스와 인터럽트 등과 같은 하드웨어적 측면과 운영체제와 같은 소프트웨어적 측면을 포함한다. 컴퓨터 아키텍처는 성능, 효율성, 확장성, 신뢰성, 보안성 등 다양한 요소를 고려하여 설계되며, 이를 통해 컴퓨터 시스템이 효율적으로 동작하도록 보장한다.

컴퓨터 아키텍처의 구성요소

컴퓨터 아키텍처의 구성 요소에는 다음과 같은 것들이 있다.

중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)

데이터와 명령어를 처리하고 제어하는 역할을 수행한다. 산술 논리 연산장치(ALU), 레지스터 등의 하드웨어로 구성된다.

메모리(Memory)

프로그램과 데이터를 저장하고 읽어올 수 있는 공간이다. 주기억장치(RAM), 보조기억장치(하드디스크, SSD 등) 등으로 구성된다.

버스(Bus)

데이터와 신호를 전송하는 경로이다. 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스 등으로 구성된다.

입출력(I/O) 장치

사용자와 컴퓨터 시스템 간의 상호작용을 위한 장치이다. 모니터, 키보드, 마우스, 프린터, 스피커 등이 있다.

시스템 버스(System Bus)

CPU, 메모리, 입출력 장치 등의 장치를 연결하는 버스이다.