컴퓨터 시스템

1. 컴퓨터 시스템(Computer System)

 컴퓨터시스템(Computer System)은 크게 두가지로 나눌 수 있습니다. 하드웨어(Hardware)와 소프트웨어(Software)로 구성할 수 있습니다. 하드웨어는 컴퓨터 본체, 키보드, 모니터, 마우스, 프린터 등과 같이 데이터를 처리하는 물리적인 기계장치입니다. 그리고 소프트웨어는 한글, 엑셀, 파워포인트, 워드 등과 같이 특별한 작업 지시를 명령어로 작성한 프로그램입니다. 또한 하드웨어에서 소프트웨어가 원활하게 잘 작동하기 위해서 필요한 또 하나의 시스템이 있습니다. 그것은 바로 운영체제(Operating System)입니다.  Windows, Unix, Mac, iOS, Linux, OSX 및 Android 등과 같은 운영체제는 하드웨어와 사용자 사이에 위치하며 하드웨어와 소프트웨어 자원을 관리하는 프로그램입니다.

 

하드웨어(Hardware)

중앙처리장치

중앙처리장치(CPU : Central Processing Unit)는 컴퓨터 시스템 전체를 제어하는 장치로써 입력장치에서 입력받은 데이터를 처리한 후 출력장치와 기억장치로 보내는 일련의 과정을 수행합니다. 즉, 컴퓨터의 두뇌라고 할 수 있습니다. 중앙처리장치는 크게 시스템을 제어하는 제어장치와 계산의 과정을 담당하는 산술논리연산장치로 구성되며, 저장 장소의 역할을 하는 레지스터도 포함됩니다.

• 산술논리연산장치
  산술논리연산장치(ALU : Arithmectic Logic Unit)는 CPU의 핵심 요소로써 산술연산(arithmetic operation)과 논리연산(logic operation)을 수행합니다. 산술연산은 주로 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등의 사칙연산을 수행하며, 논리연산은 참과 거짓을 판결하는 연산으로 대표적으로 AND, OR, NOT, XOR 등을 포함한다.
• 제어장치
  제어장치(Control device)는 CPU 내부에서 일어나는 모든 작업을 통제하고 관리한다. 제어장치는 적절한 순서로 명령어를 인출하고 그 명령어를 해석한 결과에 따라 컴퓨터시스템의 필요한 부분으로 제어신호를 전달한다.

기억장치

컴퓨터 시스템은 프로그램과 프로그램을 수행하는 데 필요한 데이터를 저장하기 위해 다양한 기억장치를 사용하게 됩니다. 기억장치(memory device)는 내부 기억장치와 외부 기억장치로 나눌 수 있습니다. CPU 내의 레지스터와 캐시기억장치(cache memory), 주기억장치는 내부 기억장치에 속하고, 보조기억장치는 외부 기억장치에 해당됩니다.

• 주기억장치
  주기억장치(main memory)는 컴퓨터 시스템에서 수행되는 프로그램과 수행에 필요한 데이터를 기억합니다. CPU에 접근하는 속도가 비교적 빠르며 많은 양의 데이터를 기억할 수 있습니다. 현재 주기억장치로는 RAM(Random Access Memory)을 사용한다.
• 보조기억장치
  보조기억장치(secondary memory)는 외부 기억장치라고도 하며 반영구적으로 데이터를 저장하고 보존할 수 있습니다. 그러나 보조기억장치에 저장된 데이터는 중앙처리장치와 직접 정보를 교환할 수 없기 때문에 주기억장치로 옮겨진 후 처리됩니다. 주기억장치에 비해 가격이 저렴하고 저장 용량 또한 크지만 속도가 느려 처리 속도가 빠른 중앙처리장치와 직접적인 데이터 교환이 불가능합니다. 보조기억장치로는 자기 테이프, 자기 디스크, 자기 드럼, 플로피 디스크, 하드 디스크, CD-ROM, DVD, 광 디스크, 플래시 메모리 등이 있습니다.

입출력장치

• 입력장치
  입력장치(input device)는 컴퓨터에서 처리할 데이터와 정보를 외부에서 입력할 수 있게 해준다. 즉, 처리하고자 하는 데이터를 제어장치의 명령에 따라 입력 매체에서 읽어서 기억장치로 보낸다. 입력장치에는 마우스, 키보드, 스캐너, 터치 스크린, 조이스틱 등이 있습니다.
• 출력장치
  출력장치(output device)는 컴퓨터 내부에서 처리된 결과를 사용자가 보거나 들을 수 있도록 출력재체를 이용해서 내보낸다. 출력장치에는 프린터, 모니터, 스피커 등이 있습니다.

소프트웨어

소프트웨어(software)는 컴퓨터 프로그램과 그와 관련된 문서들을 총칭하는 용어로, 정보가 이동하는 방향과 정보처리의 종류를 지정하고, 이러한 동작이 일어나는 시간을 지정하는 명령의 집합입니다. 운영체제와 같은 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 나뉘며 하드웨어가 발달하여 가격이 저렴해지고 교체 주기가 짧아짐에 따라 소프트웨어의 중요성은 더욱 커지고 있습니다. 소프트웨어로 향상되는 생산성, 바뀐 하드웨어에 적용할 수 있는 소프트웨어의 호환성, 유지보수를 하는 것이 효율적인지 등의 요구 조건이 중요시되고, 또한 중요한 연구 개발 대상이 되고 있습니다.

• 시스템 소프트웨어
  시스템 소프트웨어(system software)는 여러 컴퓨터 시스템에서 공통적으로 필요한 프로그램으로, 사용자가 컴퓨터를 좀 더 효율적으로 사용하기 위해 만들었습니다. 즉 컴퓨터 시스템을 제어하고 운영하는 프로그램입니다. 대표적으로는 운영체제(DOS, UNIX, Windows 9x, Windows 2000, Windows XP, Window 7), 컴파일러(C·FORTRAN 컴파일러 등), 입출력 제어 프로그램 등이 있습니다.
• 응용 소프트웨어
  응용 소프트웨어(application software)는 시스템 소프트웨어를 기반으로 하며 특정한 응용 분야에서 특수 목적을 위해 사용할 수 있는 프로그램입니다. 사무 자동화 프로그램, 공학용 계산 프로그램, 인터넷 웹 브라우저, 그래픽 프로그램 등이 이에 속한다.