컴퓨터 하드웨어 용어 정리 및 이해

왜 컴퓨터를 알아야하나?

내 꿈은 개발자이다. 물론 이것이 평생의 꿈은 아니지만 아무튼 개발자는 컴퓨터를 잘 알아야한다고 생각한다.(너무 당연한 이야기인가?)

좋은 의사가 꿈인데 사람의 신체에 대해 모른체로 수술을 집도하거나 인간의 몸에 대한 깊은 이해없이 진료를 하기는 어려운 것 처럼 말이다. 

 

아날로그 / 디지털의 차이

아날로그(Analog)란 어떤 양 또는 데이터를 연속적으로 변환하는 물리량(전압, 전류 등)으로 표현 하는 것이고, 디지털(Digital)은 어떤 양 또는 데이터를 2진수로 표현하는 것을 말합니다. 즉, 아날로그는 곡선의 형태로 정보를 전달하고, 디지털은 1과 0이라는 숫자를 통해 정보를 전달하는 것입니다.

즉, 아날로그에서 디지털로 오면서 정보 전달의 단순화가 핵심이라고 생각한다.

 

나만의 한 줄 요약
데이터를 0과 1로만 표현함으로써 0.2 0.5 등의 애매한 정보를 차단하고 그로인해 정보 전달이 더욱 간편하고 수정이 쉬워진다.
예시) 봉화
봉화가 꺼져있다(0) 켜져있다(1) 로만 판단하되 불의 크기(0.2와 같은 애매한 정보)는 신경쓰지 않음으로써 봉화의 의미 전달이 쉽고 파악이 용이함.

 

CPU(Central processing unit)

중앙 처리 장치는 컴퓨터 시스템을 통제하고 프로그램의 연산을 실행 처리하는 가장 핵심적인 컴퓨터의 제어 장치, 혹은 그 기능을 내장한 칩이다. 컴퓨터 안의 중앙 처리 장치(CPU)는 외부에서 정보를 입력받고, 기억하고, 컴퓨터 프로그램의 명령어를 해석하여 연산하고, 외부로 출력하는 역할을 한다. 따라서 중앙 처리 장치(CPU)는 컴퓨터 부품과 정보를 교환하면서 컴퓨터 시스템 전체를 제어하는 장치로, 모든 컴퓨터의 작동과정이 중앙 처리 장치(CPU)의 제어를 받기 때문에 컴퓨터의 두뇌에 해당한다고 할 수 있다.

 

나만의 한 줄 요약
중앙에서 외부에서 들어오는 정보를 연산하고 출력해주는 전반적 제어 장치

 

RAM (주기억장치)

램이란 RAM( Random Access Memory)의 약자로 데이터를 기록할 수 있는 임시 기억 장치로 우리가 디스크파일에 자료를 저장하거나 읽을 때, 찾는 자료가 있는 위치를 순차적으로 찾아가지 않고, 어느 특정한 위치에 직접 자료를 검색하고 저장할 수 있는 방법을 이야기합니다. RAM은 CPU를 도와 '명령'을 처리하는 것을 도와줍니다. 시스템의 전원이 꺼지면 기억된 내용이 모두 사라지는 휘발성 메모리의 특징을 가집니다. 일반적으로 주기억장치 또는 메모리라고 부르는 게 램이라고 보시면 됩니다.

프로그램이 올라가는 공간

 

참고

ROM(Read Only Memory)

데이터를 쓸 수 없는 메모리, 비휘발성으로 전원을 꺼도 지워지지 않음

롬 메모리의 주요 용도는 컴퓨터의 바이오스나 UEFI 같은 펌웨어를 저장하는 내장형 롬이나 게임기에 들어가는 게임 패키지를 담거나 정보의 무결성이 무조건적으로 보장되어야하는 기록물용 이동식 저장매체 등 광범위한 분야에 쓰이며 여기에 저장되는 파일을 롬 파일 이라고 부른다.

 

나만의 한 줄 요약
RAM은 정보를 임시로 저장해 빠르게 불러올 수 있는 임시 기억 장치로 전원을 끄면 정보가 소실되고 반대로 ROM은 전원을 꺼도 정보가 사라지지 않는 메모리로 주로 장치에 내장된 펌웨어 등에 쓰임.

HDD(보조 기억 장치)

하드 디스크 드라이브(Hard disk drive, HDD), 하드 디스크(hard disk), 하드 드라이브(hard drive), 고정 디스크(fixed disk)는 비휘발성, 순차접근이 가능한 컴퓨터의 보조 기억 장치이다. 보호 케이스 안에 있는 플래터를 회전시켜, 이것에 자기 패턴으로 정보를 기록한다. 여기서 이 플래터를 구동하는 장치가 스핀들 모터로 이루어진 것이 특징이다. 데이터는 플래터 표면의 코팅된 자성체에 기록되며, 회전하는 플래터 위에 부상하는 입출력 헤드에 의해 자기적으로 데이터를 쓰고 읽을 수 있다.

하드 디스크는 플로피 디스크와 같은 자기 기록 매체이나, 플로피 디스크와 다르게 금속 재질의 플래터에 데이터를 기록하기 때문에 플로피디스크와 구분짓기 위해 재질적으로 단단하다는 뜻으로 하드라는 이름이 붙었다. 일반적으로 아직까지는 개인용 컴퓨터의 운영 체제를 담는 용도로, 없어서는 안 될 저장 매체로 많이 쓰이고 있다.

나만의 한 줄 요약
하드디스크는 정보를 영속적으로 저장해두는 저장장치로서 전원을 끄거나 해도 정보가 사라지지 않음.따라서 운영체제를 담아두는 용도로 거의 씀. 원판을 플래터가 움직여 정보를 읽어내는데(물리적 특성) 따라서 플래시 메모리(전기적 특성)이용한 SSD보다 속도 면에서 많이 늦음. 부팅 속도에서 엄청난 차이를 보임 

참고

HDD SSD 차이점

사실 성능으로만 따졌을 때는 SSD가 훨씬 더 우수합니다. SSD는 연속적인 데이터를 읽고 쓰는 속도가 HDD보다 훨씬 빠르기 때문인데요. HDD는 물리적인 저장 장치라는 점이 이런 속도 차이의 원인입니다.

HDD에서 정보 입출력이란 정보를 저장해두는 원판을 플래터가 움직여 읽어내는 것인데, 이 플래터가 움직이는 거리가 멀어질수록 자연히 정보를 읽고 쓰는 속도가 느려질 수밖에 없습니다. 실제로 그만큼의 거리를 물리적으로 움직여야 하기 때문인데요. 그래서 아무리 다른 컴퓨터 부품이 비약적으로 발전해도 HDD의 물리적 탐색 시간이 병목현상을 일으켜 급격히 느려지는 문제 때문에 실질적인 정보 처리 속도 상승은 기대하기가 어려웠습니다.

이런 상황을 타파한 것이 바로 SSD의 등장입니다. SSD는 플래시 메모리를 이용하여 정보를 읽고 쓰기 때문에 물리적 제약이 없습니다. 그 때문에 어떤 지점의 정보에 접근하더라도 같은 속도를 보입니다. 병렬 처리에 있어서 HDD보다 훨씬 더 빠른 속도를 자랑하기 때문에, 최근에는 이 SSD가 더욱 선호되고 있는 것입니다. 소음도 적고 소비 전력 역시 적으며, HDD가 물리적 충격에 약한 것에 비해 SSD는 그런 단점이 없는데다가 더 튼튼하기까지 합니다.

 

알기쉬운 도서관 비유

책장에서 책을 가져와 내 책상에 책을 펼쳐두고 레포트를 쓰는 상황

책장 = 하드디스크

레포트를 쓰는 본인 = CPU (정보를 입력 및 처리)

책상 = RAM (프로그램(책)을 올릴 수 있는 저장 공간 크기)

책상이 작으면 책(프로그램)을 여러권 펼치지 못하고 필요한 것만 한정적으로 펼치거나 한 권씩 펼침 따라서 레포트 쓰는데 필요한 책이 여러권이면 필요할 때마다 덮고 펴야함= 작업속도가 늦어짐

 

메인보드

컴퓨터 시스템의 주요 구성 부품들을 설치, 연결, 조절하는 주 회로 기판(main circuit board)을 메인보드(main-board)라고 한다.

설명

메인보드를 인체에 비교하면 골격, 신경 조직, 혈관과 같은 역할을 한다.

컴퓨터를 구성하는 주요 부품들(프로세서, 주 메모리, 그래픽카드 등)은 메인보드에 직접 설치하며 시스템 내의 다른 부품들(전원, HDD, FDD, CD-ROM drive 등) 역시 메인보드에 연결되어 있고 시스템 외부의 장치들(키보드, 마우스, 프린터) 역시 메인보드에 연결되어 있다. 컴퓨터의 모든 장치는 직접적이든 간접적이든 간에 예외 없이 메인보드에 연결된다. 모니터 역시 그래픽카드를 통하여 메인보드에 연결되었고 스피커나 마이크도 사운드카드를 통하여 메인보드에 연결된 상태이다.

컴퓨터의 모든 장치는 메인보드에 거미줄처럼 연결된 배선 조직(bus)을 통하여 정보를 교류하며 그 흐름을 적절히 조정하는 역할을 메인보드가 맡고 있다.

전원 장치가 공급하는 전력은 메인보드에서 다시 조절(Voltage Regulator로 전압을 조절)하여 프로세서에 공급하며 메인보드에 설치된 각종 장치에 분배하고 또한 외부 장치(키보드, 마우스, 조이스틱 등)에 보낸다.

메인보드는 컴퓨터 중에서 프로세서 다음으로 중요한 역할을 수행하며 가장 많은 부품들로 이루어진 장치이고 그 핵심 부품은 chipset이다. 또한 마엔보드는 시스템의 안정성과 호환성을 일차적으로 좌우하는 장치이기도 하다.

 

나만의 한 줄 요약
말그대로 위의 모든 부품들을 꽂아서 조율해주는 있는 판때기

파워 서플라이

전원 공급 장치(영어: power supply)는 구동에 필요한 전력을 컴퓨터 등 전자 기기 또는 전기 부하 (electrical load)에 공급해 주는 전기 장치로 입력 전력으로부터 필요한 출력 전력을 생성하는 전력 회로이다.

나만의 한 줄 요약
컴퓨터에 전력 공급을 해주는 밥차, 싸구려 쓰면 메인보드 다 탐(중국산 안돼 안돼)

그래픽 카드

비디오 카드(영어: video card) 또는 그래픽 카드(영어: graphics card, 문화어: 도형처리조종소자)는 이미지를 디스플레이 장치로 출력하는 컴퓨터 하드웨어의 부품이자 확장 카드이다. 

 

나만의 한 줄 요약
기존 연산을 CPU가 담당하고 있었으나 그래픽이 발달되면서 그래픽 데이터 처리를 위한 별도의 연산장치 필요성이 생김.  그래픽을 포함한 전반전 데이터 처리 및 연산을 CPU가 하다가 그래픽 데이터가 2D 에서 3D로 바뀌면서 그래픽 연산량이 급속도로 많아지자 그래픽 관련 연산만 담당하는 보조역할이라고 생각하면 편함

GPU

그래픽 처리 장치( - 處理裝置) 또는 GPU(영어: graphics processing unit)는 컴퓨터 시스템 에서, 그래픽 연산을 빠르게 처리하여 결과값을 모니터에 출력하는 연산 장치이다.

 

케이스

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