컴퓨터 시스템 개요 하드웨어와 소프트웨어

컴퓨터란 무엇일까요?
우리가 주위에서 흔히 볼 수 있는 컴퓨터는 개인용컴퓨터인 노트북과 탁상용 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등이 있고, 기업에서 사용하는 서버용 컴퓨터가 있습니다. 또한 자동차 등과 같은 기계를 제어하는 특수 목적용 컴퓨터도 볼 수 있습니다. 먼저 개인용 컴퓨터인 탁상용 컴퓨터는 책상 위에 올려두고 사용한다는 뜻으로 가정에서 사용할 수 있는 적절한 성능과 크기의 컴퓨터이며, 탁상용 컴퓨터보다 이동성이 좋고 가볍고 대학노트 크기의 컴퓨터는 노트북컴퓨터라고 부릅니다. 노트북보다 더욱 휴대성이 좋은 컴퓨터는 바로 스마트폰입니다. 컴퓨터를 PC라고 줄여서 부르기도 하는데요, 이는 personal computer 즉 개인용 컴퓨터를 줄여서 부르는 말입니다. 컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있습니다. 하드웨어는 물리적인 세상을 감지할 수 있는 센서 역활을 하는 키보드 입력 도구들과 처리결과를 나타내는 모니터, 종이로 출력할 수 있는 프린터 등의 장치들을 말합니다. 소프트웨어는 키보드나 마우스를 통해 입력받은 정보를 모니터링하고 처리장치에 제어신호를 보내는 기능을 합니다. 먼저 컴퓨터 본체 안에 있는 하드웨어들을 보면 CPU(중앙처리장치)가 있습니다. 이 장치는 사람의 두뇌 역할을 하며 각종 계산과 정보의 처리를 담당합니다. CPU는 메인보드 마더보드라고 부르는 보드에 장착되어 있습니다. 저장장치로는 RAM과 ROM이 있습니다. 이 장치는 사람과 비유하면 기억장소로 볼 수 있습니다. 사람은 뇌에서 연산 처리와 기억 모두를 연산장치와 기억장치가 분리된 것이죠. 이 저장장치 중에서 램(RAM)은 임시기억장치로 전기가 들어와 있는 동안에는 정보가 표시되지만 꺼지면 다 지워지게 됩니다. 반면 ROM은 영구적 기억장치로 우리가 컴퓨터로 문서작업을 하는 중에는 RAM에서 작업을 하고 전원을 끄기 전에 ROM에 저장해두는 작업을 해야 합니다. 저장장치 외에 컴퓨터에 전기를 공급해 주는 파워서플라이와 모니터에 영상을 출력해 주는 그래픽 카드 등의 하드웨어 장치들도 있습니다. 하드웨어에서 가장 중요한 장치는 당연히 CPU입니다. CPU가 컴퓨터의 전체적인 속도를 좌우하기 때문입니다. CPU의 속도가 가장 중요하고 하드웨어 중에서 가장 정보처리 속도가 빠릅니다. CPU는 인텔과 AMD에서 만든 제품을 대부분 사용하고 컴퓨터 사용 용도에 따라 다양한 속도를 가지 CPU를 선택할 수 있습니다. 문서작업과 인터넷 검색 유튜브 시청 등의 작업을 하기 위해서는 인텔 펜티엄, AMD 라이젠3을 사용하기도 하고 게임과 디자인 전문적인 영상편집 등을 위해서는 인텔 i9, AMD 라이젠9를 사용하기도 합니다. 인텔 펜티엄과 AMD 애슬론을 제외하고 숫자가 커질수록 빠르고 성능이 좋아집니다. 높은 사양의 컴퓨터가 되는 것이죠. CPU 내에는 코어라는 장치가 있는데 코어가 많을수록 동시에 처리할 수 있는 일의 양이 많아지므로 정보처리 속도가 빨라지게 됩니다. 클록은 CPU의 속도를 나타내는 용어로 클록이 높을수록 속도가 빠릅니다. 클록은 기본 클록보다는 최대 클록수 즉 모든 코어가 낼 수 있는 성능의 최대치를 보는 것이 중요합니다. 클록의 단위는 Hz(헤르츠)이며  헤르츠는 물리학에서 진동의 단위로 쓰는 용어입니다. CPU에서 코어가 1초에 한 번 진동할 때 1개의 사이클 신호를 처리한다고 생각하면 됩니다. 

다음은 저장장치로 영구 저장장치인 SSD와 HDD가 있습니다. 컴퓨터가 꺼져도 작업한 정보가 날아가지 않게 저장해 두는 장치이며 보조기억장치라고 부르기도 합니다. SDD는 HDD의 소음 문제를 해결하며 최근에 등장한 장치이며 속도가 상당히 빠릅니다. SDD는 내부구조에 따라 브랜드 명인 NVMe과 SATA가 있는데 NVMe과 더 성능이 좋고 빠릅니다. 
임시저장 장소인 RAM은 주기억장치라고도 부르며 작업을 하는 공간이라고 생각하면 됩니다. 전원이 켜져 있을 때만 저장되고 전원이 꺼지면 다 사라지게 되는데 이는 휘발성이 있다고 말하기도 합니다. 램은 용량이 큰 것이 좋고 8GB~64GB의 장치들을 흔히 볼 수 있습니다. 숫자가 클수록 큰 용량의 장치이며 작업속도가 빠릅니다. 주기억장치인 램과 보조기억장치 간의 속도 차이를 극복해 주기 위한 장치인 캐시 메모리(cache memory)가 있습니다. 
그래픽카드는 외장 그래픽카드와 내장 그래픽카드가 있는데 내장그래픽카드는 CPU에 내장되어 있어서 그래픽카드를 구매하지 않아도 되는 이점이 있지만 내장그래픽카드와 중복설치 가능한 외장 그래픽카드보다 성능은 낮은 편입니다. 
정리해 보면 컴퓨터에서 수행하는 대표적인 기능은 입력,출력,연산,제어,기억,통신기능입니다. CPU는 연산과 제어 기능을 하는데 연산과 제어기능에 필요한 레지스터라는 기억장치가 CPU 안에 포함되어 있습니다. 주기억장치로는 램과 롬이 있고 램과 롬의 기능을 모두 가지고 있는 플래시 메모리도 있습니다. 보조기억장치로는 SDD HDD 하드디스크 플로피디스크 CD-ROM DVD 등이 있습니다. 출력장치로는 모니터 프린터 플로터 스피커 그래픽카드 사운드카드 등이 있습니다. 통신장치로는 모뎀 LAN 등이 있습니다. 이상으로 하드웨어에 대해 알아보았습니다. 다음엔 장치들을 제어하는 소프트웨어에 대해서 알아보도록 하겠습니다.