CS_컴퓨터의 구성 요소(하드웨어와 소프트웨어)

컴퓨터의 구성 요소

컴퓨터는 문제 해결에 필요한 정보를 획득한 후에 그 정보를 저장하고 처리하여 사용자가 원하는 결과, 즉 정보를 출력한다. 

 

컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어로 크게 구분해 볼 수 있다. 

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ware란, 언급된 재료나 방식으로 만들어진 제품으로

 

Hardware는 딱딱한 제품으로 쉽게 변형할 수 없는 물리적 구성요소, Software는 부드러운 제품으로 쉽게 변형할 수 있거나 지울 수 있는 구성요소라고 할 수 있다. 

 

Hardware는 모니터, 키보드, 마우스, 본체 케이스, 프린터 등이 있다. 이런 본체 안에는 RAM, 하드디스크, CPU와 같은 하드웨어 등등이 자리잡고 있다. 하지만 이 하드디스크만을 이용하여 컴퓨터를 동작시킬 수는 없으며 컴퓨터로 하고자 하는 모든 것들을 하기 위해서는 소프트웨어가 필요하다. 

 

Software는 하드웨어에게 무엇을 할지, 어떻게 할지 명령을 내리는 역할을 하고 있다. 이 소프트웨어는 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 나누어지며, 하드웨어에 접근해서 동작시키는 것은 시스템 소프트웨어(윈도우, 맥 운영체제), 소프트웨어는 사용자가 원하는 기능을 제공한다. 

 

즉, 하드웨어는 무엇을 할지 말해주는 소프트웨어가 필요하고, 소프트웨어는 명령을 수행할 하드웨어가 필요하다. 하드웨어와 소프트웨어는 함께 상호작용을 하며 원하는 일을 수행하게 되는 것이다. 

 

 

Hardware(하드웨어)

PSU_Power Supply Unit(전원공급장치)

외부 전원에서 컴퓨터시스템으로 전원이 들어오는 곳이며 이 전원은 다시 모든 개별 구성 요소에 할당된다. 시스템 구동에 필요한 전력을 공급해 주는 전기장치이다. 

 

Main Board(메인보드)

마더보드(morther board)라고도 불리며, 컴퓨터가 작동하기 위해 필요한 하드웨어 주요 부품들(CPU나 RAM같은)이 장착된다. 컴퓨터 전원 공급 장치로부터 전기를 받아 CPU, 칩셋, 메인 메모리, 확장 카드에 이를 내보내는 전원 커넥터 및 회로를 포함한다. 

 

각 부품들에 필요한 전원을 할당하고 서로를 연결해주고 그 흐름을 적절하게 제어하는 역할을 하는 아주 중요한 회로판이라고 할 수 있고, 입력 장치와 출력장치도 모두 직간접적으로 마더보드와 연결되어 있다. 

 

데이터를 다루는 복잡한  하드웨어 4가지

• CPU_Central Processing Unit, processor(중앙 처리 장치) 모든 연산을 도맡아 하여 컴퓨터의 뇌라고 불리지만 다른 하드웨어 없이는 동작할 수 없다. 빠른 계산이 가능하지만 아주 적은 양의 데이터만 가지고 있을 수 있기 때문이다.
  • CU_Control Unit(제어): 시스템 안에 있는 데이터의 흐름을 조절, 하드웨어 사이의 통신을 모니터하고 통제, 데이터의 입출력을 제어하고 시그널이 성공적으로 전달되었는지, 데이터가 제 시간에 올바른 곳으로 갔는지를 확인한다.
  • ALU_Arithmetic and Logic Unit(연산): 연산을 담당, 컴퓨터가 수행하는 모든 작업은 여기에서 완료된다. 이 ALU의 연산은 두 가지로 나뉜다.
    • Arithmetic파트는 계산을 처리
    • Logic파트는 논리적 비교를 처리
• RAM_Random Access Memory, Memory(주기억장치) 하드디스크에 저장된 데이터 중에 지금 필요한 데이터를 ram에 가져와서 저장해두고 빠른 속도로 접근해서 사용한다. 하지만 작은 용량만 저장할 수 있다. 
• HDD_Hard Disk Drive, Hard Disk, Storage(보조기억장치/하드디스크) 컴퓨터가 꺼져도 남아있는 데이터,  컴퓨터에 설치된 프로그램은 하드디스크에 저장되어있다. 아주 많은 데이터를 저장할 수 있지만 느린 속도로 데이터에 접근 할 수 있다. 하드디스크는 즉각적으로 CPU가 원하는 정보를 줄 수 없기 때문에 RAM이 등장했다. 

>>> RAM은 속도는 빠르지만 저장 용량이 작고, HDD는 속도는 느리지만 저장 용량이 크다. 

• GPU_Graphics Processing Unit(그래픽카드) GPU를 포함하여 메모리와 외부 입력 포트, 쿨러 등으로 구성되어 있다. 주요 기능은 GPU에서 이루어진다. GPU는 연산한 정보를 눈에 보이는 시각적인 영상으로 모니터에 그려주는 역할을 한다. 많은 양의 단순한 연산(화면에 그래픽을 표시하기 위해서는 아주 많은 정보를 동시에 처리해야 한다. 이는 자우 많은 연산이 필요하지만 단순한 작업이기 때문에 복잡한 연산을 하는 CPU가 아닌 GPU가 수행하고 있는것), 그래픽 데이터 처리

➕ AI 딥러닝은 본질적으로 많은 양의 단순 사칙 연산을 수행한다. GPU가 이런 단순 사칙 연산에 특화되어 있다. 그래서 딥러닝 시 GPU가 CPU보다 효울적으로 작업할 수 있다. 따라서 GPU가 그래픽 처리 뿐 아니라 딥러닝 분야에서도 많이 사용되고 있다. 

 

처리장치인 cpu는 모든 데이터를 연산하고 다른 장치들을 제어한다. 처리해야 할 데이터는 램과 같은 주기억장치에서 가져온다. 주기억장치에 있는 데이터는 하드디스트와 같은 보조기억장치에서 복사해오거나 키보드와 같은 입력장치로 부터 받아온 것이다.

사라지는 정보는 주기억장치인 RAM에 저장되고, 컴퓨터 전원이 꺼져도 남아있는 정보는 보조기억장치인 HDD, 하드디스크 드라이브에 저장된다. 보조기억장치는 하드디스크 외에도 많이 있지만 하드디스크가 곧 보조기억장치를 의미할 정도로 널리 쓰여왔다. 하지만 훨씬 우수한 성능을 보이는 SSD가 최근 부상하고 있다. 저장된 정보로 결과를 만들어 내는 작업을 컴퓨터에서는 CPU가 맡고 있다. CPU는 Central Processing Unit으로 컴퓨터의 브레인으로 여겨진다. 컴퓨터에 필요한 명령과 처리를 실행하므로 모든 컴퓨팅 시스템에 필수적인 요소이다. 다른 장치를 제어하는 역할도 CPU가 한다. 

영상편집을 위해 영상 편집 프로그램을 하드디스크에서 복사해보고 자막을 쓰기위해 키보드를 누르면 누른 키의 정보가 주기억장치로 흘러 들어가는 것이다. 최종적으로 CPU에서 처리한 정보가 그래픽카드를 거쳐 모니터와 같은 출력 장치에 출력되어 사용자에게 전달되는 것이다. 

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Software(소프트웨어)

프로그램, 사람들이 원하는 작업을 실행하기 위해 순서대로 작성된 명령어들의 집합이다.
명령어=코드>코드작성=코딩>코딩하는 사람=프로그래머

• 시스템 소프트웨어, 사용자가 직접 이용하지 않는 소프트웨어
• 응용 소프트웨어, 사용자 목적에 맞게 수행하는 소프트웨어로 사용자와 가장 가깝고 우리가 실제로 컴퓨터나 스마트 폰을 사는 목적을 충족시켜 주는 서비스이다.
• 프로그래밍 소프트웨어, 프로그래머가 새로운 소프트웨어를 만들기 위해 사용하는 소프트웨어로  특정한 목적을 가진 명령어 집합을 설계하고 개발하기 위해 사용하는 것, 프로그래머는 인간이 이해할 수 있는 언어를 사용하여 소프트웨어를 만든다. 여기에서 사용되는 언어를 프로그래밍 언어라고 부른다.

사용자와 가까울 수록 상위 소프트웨어로 분류된다. (응용_가장 가까움! -> 프로그래밍 -> 시스템)

 

 

 

참고🖇️

https://velog.io/@2seunghye/%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%84%B0%EC%9D%98%EC%9E%91%EB%8F%99%EC%9B%90%EB%A6%AC