[컴퓨터구조] 컴퓨터 구성 요소의 기능 및 이해

중앙 처리 장치 Central Processing Unit

CPU : Central Processing Unit

컴퓨터의 일종의 뇌 역할을 하는 마더보드로 데이터의 전달 통로가 디자인 되어있는 메인보드를 의미한다.

실행 프로그램의 명령 해석, 실행, 장치 제어, ALU, CU, 각종 레지스터로 구성되어 있다.

 

MPU : Micro Processing Unit

 CPU를 고밀도 직접회로화 한 일종의 통합장치를 의미한다. 컴퓨터의 핵심 기능인 명령 해석 및 연산을 수행 기능에 중점을 두고 있습니다. 그렇기 때문에 MPU는 주변에 RAM, ROM , I/O 등의 장치를 추가해주지 않으면 작동이 불가하다. 헷갈릴만한 MCU도 있는데 이는 CPU의 기능을 하는 핵심 장치와 그 주변 장치들을 포함하고 있는 통합형 칩셋인데 이것은 단일 칩 하나로도 구동이 가능하다는 명확한 차이점이 존재한다.

 

사물 인터넷 디바이스 H/W 플랫폼 종류

• Arduino
• Raspberry Pi
• Galileo
• Edison

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주변 장치 Peripheral Device

기억 장치 Memory Unit

RAM : Random Access Memory

휘발성 메모리로 한시적으로 저장되는 정보를 컴퓨터 재부팅이나 종료시 삭제되는 정보가 저장된다. 전류가 없을때 트랜지스터에서 전기적으로 저장되므로 데이터가 사라진다.

DRAM : Dynamic RAM

기본적으로 RAM은 휘발성 메모리인데 DRAM은 캐퍼시티(축전기, CAP)으로 작동하는 RAM을 의미한다.

시간이 지나면 스스로 방전된다. 따라서 일정한 간격으로 충전시켜야 하고 이때문에 상대적으로 속도가 느리다는 단점을 가진다. 하지만 메모리 용량이 크고 저렴하다는 장점을 가지기 때문에 program 저장, data 저장, 변수 저장용으로 대형 컴퓨터에서 주로 사용된다.

SRAM : Static RAM

기본적으로 RAM은 휘발성 메모리인데 SRAM은 플리플롭(Flip-flop, F/F)으로 작동하는 RAM을 의미한다.

전류 신호가 오기전에는 상태가 변화지 않는기 때문에 속도가 상대적으로 빠르다. 하지만 가격이 상대적으로 비싸고 용량이 적다는 단점을 가진다. 주로 임베디드 컴퓨터에 사용된다.

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ROM : Read Only Memory

비 휘발성 메모리로 정보가 영구적으로 저장된다. 데이터 저장과정에서 전류에 의존하지 않고 바이너리 코드를 사용해 개벌 셀에 쓰인다. 보통 소프트웨어의 초기 부팅 관련 정보등 변하지 않는 컴퓨터 부품의 정보를 저장할때 사용한다. 전원을 꺼도 영향을 전혀 받지 않고 사용자가 변경할 수 없다.

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보조 기억 장치 Auxiliary memory device

주 기억 장치보다 다량의 데이터를 저장할 수 있으며 가격면에서 저렴한 보조기억 장치는 여러 종류가 있다.

• USB 메모리
• SD card : secure digital card
• memory stick
• 플래시 기억 장치 : EEPROM의 한 종류
  • CF memory : compact Flash
  • SSD : solid state drive

주기억장치와 보조기억 장치 관계

1. CPU는 전원 부팅시 ROM에 프로그램을 실행한다.
2. 보조기억장치의 정보를 RAM에 load한다.
3. CPU는 RAM으로 부터 실행할 명령어와 데이터를 가지고 와서 처리하고 RAM으로 다시 보낸다.
4. RAM은 해당 결과를 보조기억장치에 저장한다.