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    BasicTheory

    컴퓨터의 작동 원리

    Dec 11, 2023
    컴퓨터의 작동 원리
    Contents
    1. 시스템 구조2. CPU와 RAM의 관계

    1. 시스템 구조

    OS(Windows, Mac 등등)
    HW(하드웨어 → 기계 장치)
    → Input하는 방법: 사용자가 CLI(키보드, 마우스, 마이크)로 OS에 명령 값을 보냄
    ex) 마우스 a → OS → shell(OS언어) → 2진수 → HW
     
    ㅤ
    ㅤ
    Java
    사용자가 이해할 수 있는 명령어를 입력
    C언어
    C언어는 한번 만들면 해당 OS에 종속
    가상머신(JVM)
    각 OS에 맞게 명령어를 변환해서 보내줌
    OS
    정해진 OS에만 사용 가능
    OS
    여러 OS 사용 가능
    HW
    OS에 명령을 받아 실행
    HW
    OS에 명령을 받아 실행
    → .java = 사용자의 이해 / .class = 가상머신의 이해
    → 명령 사이에 다리(가상머신)가 생길수록 사용자가 편해지지만 속도는 느려짐.
     
    • 하이브리드 언어
      • 컴파일 (사전 번역) - 스크립트를 미리 받아 사전에 작업 완료, 전체를 .class를 바꾼 것
      • 인터프리터 (실시간 번역) - 동시에 번역하는 것처럼 한 줄 씩 읽고 실행
     
    2진수
    □ → 1bit
    ㅤ
    □□ → 2bit
    □□□ → 3bit = 2³ = 8가지 경우의 수
    ㅤ
    00 → 0 종료
    □□~□□(8개) → 8bit = 256 경우의 수
    ㅤ
    01 → 1 미풍
    ㅤ
    ㅤ
    10 → 2 약풍
    ㅤ
    ㅤ
    11 → 3 강풍
    → 문자 1개 ⇒ 1Byte, 문자들이 모여서 문장을 이룸
    ↳ 아스키 코드 표(전세계적 공유)
     
    A —————전기선—————— B ⇒ 전기선이 연결되면 전류가 흐르면서 2진수를 10진수로 변환
    java ↓ (아래로 명령)
    ㅤ
    ㅤ
    JVM ↓
    ㅤ
    ? ↑
    OS ↓ 인코딩
    디코딩 → ⓐ
    OS ↑
    HW ↓ (01010010010)
    ———————전류———————>
    HW ↑ (위로 명령)
     
     

    2. CPU와 RAM의 관계

    CPU (연산장치)
    ⇆
    RAM (메모리)
    ⇆
    HDD (하드디스크)
    레지스터
    ㅤ
    Data (문자 한 개)
    ㅤ
    물리적 장치 (영구적인 기록)
    레지스터
    ㅤ
    Data (문자 한 개)
    ㅤ
    데이터 고정
    ㅤ
    ㅤ
    Data ⇒ 1Byte
    ㅤ
    ㅤ
    ㅤ
    ㅤ
    공간 하나 ⇒ 8bit(통신의 기본)
    ㅤ
    ㅤ
    → RAM (메모리): 전류로 데이터를 저장하기 때문에 휘발성의 특징
    → HDD (하드디스크): I/O(Input/Output)의 과정
    ↳ RAM이 자동으로 하드디스크에서 데이터를 주고 받을 때 (로딩, 부팅)
    ↳ 이 과정에서 시간이 가장 오래 소요 ⇒ 여기서 시간 축소가 중요
    → CPU: 필요한 데이터를 메모리에서 가져와 연산 후 다시 돌려보내는 과정
    ↳ 데이터를 가져왔을 때 필요한 저장 공간인 레지스터(또는 cash memory)가 존재
    □ (레지스터) → 32bit =4Byte
    한번에 데이터를 4칸씩 전달
    □ (레지스터) → 64bit = 8Byte
    한번에 데이터를 8칸씩 전달
    → 2배의 속도 차이 발생
     
    • cash (상대적 용어)
      • ↳ 가까이 있는 것을 cash라고 칭함.
        ↳ 엑세스할 수 있는 모든 것
        ↳ 하드디스크는 메모리를 cash라고 할 수 있음.
        💡
        엑세스 - 정보를 찾을 때
         
    8bit → 1Btye (16GByte ⇒ 160억 Byte)
    털 → 1TByte
    기 → 1000MBtye ⇒ 1GBtye (십억Byte)
    매 → 1000KByte ⇒ 1MBtye
    갈 → 1000Byte ⇒ 1KByte
     
     
     
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