컴퓨터의 구조(마더 보드, CPU, 주 기억장치, 보조 기억장치, 입출력 장치)

일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 컴퓨터의 구조에 대해 알아보는 시간을 가져보자. 우리는 흔히 컴퓨터를 사용하지만 막상 어떻게 데이터가 오가는지 알지 못한다.

목차
1. 마더 보드(Mother Board)
2. 중앙연산처리장치(Central Processing Unit, CPU)
3. 주 기억장치(Main Memory)
4. 보조 기억장치(Secondary Memory)
5. 입출력 장치(Input and Output Devices)

---

1. 마더 보드(Mother Board)

 

모든 부품들을 연결하기 때문에 마더보드라고 부른다. 메인보드라고도 한다. CPU, 주 기억장치, 보조 기억장치 등 컴퓨터를 구성하는 부품들이 명령을 주고받을 수 있도록 연결해 준다. CPU나 주 기억장치가 있다고 하여도 그것들이 정보를 주고받을 수 있는 연결 상태가 아니라면 사용할 수가 없다.

---

2. 중앙연산처리장치(Central Processing Unit, CPU)

하드웨어에서 뇌와 가장 비슷한 역할을 수행한다. 마이크로 프로세서라고도 한다. 지능을 가지진 않았지만 처리능력이 매우 뛰어나다. 1초에 수십억 번에 걸쳐 다음에 무엇을 할지 사용자에게 물어본다. (CPU마다 성능은 다르다.) CPU에 달려있는 작은 핀들을 통해 명령을 보낸다.

CPU가 새로운 명령이 필요하면, 주 기억장치에게 명령이 어디에 있는지 물어본다. CPU는 주 기억장치가 전달해 준 명령을 실행한다. 이것이 프로그래밍의 핵심이다. 소프트웨어를 통해 CPU를 제어한다. 잘 작성된 소프트웨어가 지능 역할을 대신하는 것이다. 우리가 코드를 작성하면 보조 기억장치에 저장되고, 주 기억장치에 0과 1의 기계어로 번역되어 전달된다. 그리고 CPU가 해당 기계어 명령을 실행한다. 실제로는 코드가 실행되는 것이 아니고 기계어가 실행되는 것이다. 파이썬은 명령을 기계어로 번역하는 역할도 수행한다. 번역된 기계어를 통해 주 기억장치와 CPU가 대화하는 것이며 답을 주는 것은 바로 개발자다. 프로그래밍을 통해 질문에 대한 답을 미리 해놓는 것이다.

CPU가 명령을 실행하다 보면 뜨거워지는데 온도를 낮추기 위한 냉각 장치가 필요하다. 일반적으로 써멀 구리스를 도포하고 나서 냉각핀과 팬을 설치한다. 고성능 CPU의 경우 수냉 방식의 냉각 장치를 설치하기도 한다. 발열이 심하면 CPU가 정상적으로 제 역할을 수행할 수 없다.

---

3. 주 기억장치(Main Memory)

RAM(Random Access Memory)이 바로 주 기억장치다. 주 기억장치는 CPU에게 명령을 전달하고 CPU는 그 명령을 실행한다. 컴퓨터가 켜지면 보조 기억장치에 있는 데이터를 가지고 온다. 컴퓨터가 꺼지면 데이터는 저장되지 않는다.

---

4. 보조 기억장치(Secondary Memory)

HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive)처럼 같이 전원을 종료하여도 데이터를 손실되지 않는 하드웨어를 일컫는다. 주 기억장치인 RAM은 전원을 끄면 정보가 사라지지만, 보조 기억장치는 그렇지 않다. 운영 체제, 파일, 응용 프로그램이 저장되는 곳이다. 컴퓨터가 꺼지면 데이터를 가지고 있다가 컴퓨터가 켜지면 보조 기억장치를 통해 데이터를 불러온다. 핸드폰은 보조 기억장치가 내장되어 있다.

---

5. 입출력 장치(Input and Output Devices)

입력 장치는 사용자로부터 입력(키보드 누름, 마우스 버튼 클릭 등)을 받을 수 있게 하는 장치다. 출력 장치는 CPU가 수행한 명령을 출력(모니터 화면 표시, 음성 출력 등)해주는 장치다.

 

• 입력 장치(Input Device) : 키보드, 마우스, 펜, 터치스크린
• 출력 장치(Output Device) : 모니터, 스피커, 프린터, DVD