제 1과목 컴퓨터 일반 [ 컴퓨터 분류와 하드웨어 ]

목차

1. 컴퓨터 분류
2. 데이터 분류
3. 중앙처리장치
4. 주기억장치
5. 보조기억장치
6. 메인보드와 기타하드웨어
7. 포트
8. 채널과 인터럽트

 

 

🔷 1. 컴퓨터의 분류

분류 기준	종류	특징 및 예시
처리 능력	슈퍼컴퓨터(초대형)	- 가장 빠른 계산 능력 - 과학기술 계산, 기상예측, 군사용 시뮬레이션
	메인프레임(대형)	- 서버용으로 주로 사용 - EBCDIC 코드 사용 - 다수의 단말기 연결 가능
	미니컴퓨터(중형)	- 대형과 개인용의 중간 - 부서 단위 서버로 사용
	마이크로컴퓨터(소형, 개인용)	- 데스크톱, 노트북, 팸톱(스마트폰, PDA), 웨어러블
사용 목적	전용 컴퓨터	- 한 가지 목적 전용(예: 공장 제어용 컴퓨터)
	범용 컴퓨터	- 다양한 용도로 사용 가능 (PC, 서버 등)
데이터 처리 방식	디지털 컴퓨터	- 숫자, 문자 등 이산 데이터 취급
	아날로그 컴퓨터	- 온도, 전류 등 연속 데이터 취급 - 예: 지진 측정기
	하이브리드 컴퓨터	- 디지털 + 아날로그 장점 통합

🔷 2. 디지털과 아날로그 컴퓨터 비교

	디지털 컴퓨터	아날로그 컴퓨터
계산/연산	가능	불가능
프로그래밍	가능	불가능
속도	빠름	상대적으로 느림
정확도	높음	낮음 (잡음 영향)
회로	논리 회로	증폭 회로
취급 데이터	숫자, 문자 (이산 데이터)	온도, 전류 (연속 데이터) 주로 미적분 계산

🔷 3. 중앙처리장치 (CPU)

💡 CPU (Central Processing Unit) 구성

구성요소	기능
레지스터 (Register)	- CPU 내부의 임시 기억장치 - 속도가 가장 빠름
연산장치 (ALU)	- 산술 및 논리 연산 수행 - 가산기 : 덧셈 - 보수기 : 보수를 구해 뺄셈 수행 - 누산기 (Accumulator) : 연산 결과를 일시 저장 - 상태 레지스터 : 연산 상태정보 저장
제어장치 (CU)	- 명령어 해석 및 실행 제어 - 프로그램 카운터 (PC) : 다음 실행 명령어 주소 기억 - 명령 레지스터 : 현재 명령어 저장 - 해독기 : 명령어 해석 - 부호기 : 제어신호 생성 - MAR (Memory Address Register) : 주소 기억 - MBR (Memory Buffer Register) : 데이터 기억

🔗 프로그램 자료 처리 과정

보조기억장치(SSD, HDD) ➡️ 주기억장치(RAM) ➡️ CPU ➡️ 출력/저장

🔷 4. 주기억장치 (메모리)

💡 RAM (Random Access Memory)

• 기능 : 실행 중인 프로그램과 데이터를 저장 (작업대 역할)
• 특징 : 전원이 꺼지면 데이터 소멸(휘발성)

종류	속도	집적도	재충전	용도
SRAM	매우 빠름	낮음	불필요	캐시메모리
DRAM	느림	높음	필요	일반 RAM

💡 ROM (Read Only Memory)

• 특징
  • 메인보드에 반도체 형태로 내장
  • 비휘발성 : 전원 OFF 시에도 내용 유지
  • CMOS SETUP을 통해 일부 설정값 수정 가능
  • H/W와 S/W의 중간 형태(펌웨어)
  • EEPROM(전기적 삭제/재기록 가능), EPROM(자외선 삭제 가능) 포함
• 역할
  • 부팅 시 가장 먼저 동작하여 POST(Power On Self Test) 수행
  • BIOS에 저장된 정보 : 날짜, 부팅순서, 전원관리, 시스템 암호, 칩셋 정보, PnP, 안티바이러스 설정 등

🔻 추가 개념

✅ CMOS :

• 전원이 꺼져도 유지되는 컴퓨터 기본 설정 정보 저장(배터리 사용)
• RTC(Real Time Clock)와 함께 시스템 시간 유지

✅ Firmware :

• 하드웨어를 제어하기 위한 소프트웨어
• ROM에 저장된 프로그램 (ex. BIOS)

✅ 캐시메모리 :

• CPU와 RAM 간 속도 차이를 줄이기 위한 고속 메모리
• SRAM으로 구성

✅ 버스(BUS) :

• CPU, 메모리, 입출력장치 간 데이터를 전송하는 통로
• 주소버스, 데이터버스, 제어버스로 구분

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🔷 1. 보조기억장치

📌 역할

• 데이터를 영구 저장하는 창고 (비휘발성)
• 주기억장치(RAM)의 휘발성을 보완

종류	특징
SSD	- 플래시 메모리의 셀(Cell)을 이용해 저장 - 빠른 속도, 고가 - 반도체 방식, 충격에 강함
HDD	- 트랙(동심원)과 섹터(부채꼴) 단위 저장 - 기계적 회전방식으로 SSD보다 느림 - 충격에 약함, 저가
CD-RW	- 650~700MB 저장 가능 - RW: 약 1000회 재기록 가능
DVD	- 4.7GB(단면 단층) ~ 17GB(양면 이중층) 저장
Blu-ray	- 25GB(단층), 50GB(2층) 저장 가능 - 보통 Full HD, 4K 영상 저장용

 

💡 보조기억장치의 추가 기능

기능	설명
파티션 (Partition)	- 하나의 디스크 공간을 논리적으로 분할 - 파티션 후 포맷을 해야 사용 가능 - 사용자는 나눠서 사용하지만 물리적 디스크는 하나로 인식
포맷 (Format)	- 저장장치 초기화 과정 - 파일시스템 할당, 레이블 설정, 빠른포맷 지원
RAID	- 여러 디스크를 하나처럼 묶어 사용 🔹스트라이핑 : 데이터를 분산 저장, 속도 ↑ 🔹미러링 : 데이터를 복제 저장, 안전성 ↑

💡 하드디스크 연결방식

방식	특징
병렬 (Parallel)	P-ATA, IDE, EIDE (구형 방식)
직렬 (Serial)	S-ATA (신형 방식)➡ 핫플러그, 핫스왑 지원, 병렬보다 빠름
핫플러그	전원이 켜진 상태에서 장치 연결/분리 가능
핫스왑	전원이 켜진 상태에서 장치 교체 가능

💡 기타 메모리

종류	설명
캐시메모리	- CPU와 RAM 속도차 극복 - SRAM 사용, 속도 매우 빠름
가상메모리	- HDD/SSD를 RAM처럼 사용 - 실제 RAM 부족 시 보완 (속도 느림) 🔑 주소 변환 매핑 방식 사용
플래시메모리	- EEPROM의 일종 - MP3, USB, 디카 저장장치
버퍼 메모리	- 데이터 임시저장 - 속도차를 조율해 입출력 효율 ↑
연상메모리 (연관메모리)	- 내용 참조(Content Address Mapping) - 주소가 아닌 내용을 기준으로 접근

🔻 추가 개념 암기

✅ 가상메모리 (Virtual Memory)

• 주기억장치보다 큰 프로그램 실행 가능
• 보조기억장치 일부를 RAM처럼 사용 ➔ 실행 속도는 느리지만 다중 프로그램 처리 가능

✅ 버퍼메모리 (Buffer Memory)

• 장치 간 속도차로 인한 병목을 완화

✅ 주소 매핑

• 주소지정방식(Address Mapping) : 일반 메모리
• 내용참조방식(Content Address Mapping) : 연상메모리만 해당

🔷 2. 메인보드와 기타 하드웨어

📌 메인보드 : 컴퓨터 모든 장치를 연결하는 중앙 기판

구성요소	설명
칩셋	- CPU, 메모리, 입출력장치를 제어
버스(BUS)	- CPU ↔ 장치 간 데이터 통로 - 종류: 데이터버스, 주소버스, 제어버스

💡 버스의 분류

종류	연결 대상
내부버스	레지스터 ↔ 레지스터
외부버스	CPU ↔ 주변장치
확장버스	메인보드 ↔ 추가장치(PCI) (그래픽카드, 키보드 등)

💡 포트

종류	기능
PS2	키보드, 마우스 연결
영상포트	VGA, DVI, HDMI, DP (디스플레이 연결)
Ethernet (LAN)	네트워크 케이블 연결
USB	- 최대 127개 장치 연결 가능 - 직렬 방식, PnP 지원 - USB 3.0 = 파란색

💡 채널과 인터럽트

종류	설명
채널	CPU가 입출력 장치 제어권한 위임 ➔ 속도차 해결
인터럽트	예기치 않은 상황 발생 시 현재 작업 중단 후 처리
외부인터럽트	전원, 입출력장치, 타이머 등 외부 요인
내부인터럽트	잘못된 명령, 데이터 접근 오류 ➔ 트랩
소프트웨어인터럽트	프로그램 명령 요청으로 발생

🔻 추가 암기 팁

✅ PnP (Plug and Play)

• 장치 연결 시 자동 인식, 별도 설치 불필요

✅ BIOS 역할

• POST 수행
• 하드웨어 초기 설정 관리

✅ PCI 슬롯

• 그래픽카드, 사운드카드 등 확장카드 장착에 사용