2차시

컴퓨터 시스템의 이해

Part 1. 컴퓨터 일반 - Chapter 2

본 강좌에서는 컴퓨터 시스템 구조, 하드웨어와 소프트웨어의 개념, 중앙처리장치(CPU) 제어장치 및 연산장치 종류, 레지스터의 특징, 주기억장치(ROM과 RAM), 플래시 메모리, 보조기억장치(SSD, HDD)의 핵심 출제 포인트를 다룹니다.

핵심 요약 음성 강의

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학습 목표

컴퓨터의 기본 구성 요소인 하드웨어와 소프트웨어를 구분할 수 있다.

중앙처리장치(CPU)의 구성과 기능을 이해할 수 있다.

주기억장치(RAM, ROM)의 특징과 차이점을 설명할 수 있다.

보조기억장치의 종류와 특징을 파악할 수 있다.

데이터 표현 단위의 관계를 이해할 수 있다.

핵심 개념

1. 컴퓨터의 구성

컴퓨터 시스템 구성도

2. 중앙처리장치(CPU) 구조

CPU - 컴퓨터의 두뇌

제어장치 (Control Unit)

모든 장치의 동작을 지시하고 제어
주기억장치에서 명령어를 읽어와 해독
명령어 실행 순서 관리

주요 레지스터:

PC: 다음 실행할 명령어 주소
IR: 현재 실행 중인 명령어
MAR: 기억장치 접근 주소
MBR: 기억장치와 데이터 교환

연산장치 (ALU)

실제 연산을 수행하는 장치
산술연산: +, -, ×, ÷
논리연산: AND, OR, NOT
관계연산: 크기 비교

주요 구성요소:

가산기: 2진수 덧셈 수행
보수기: 뺄셈을 위한 보수 변환
누산기: 연산 결과 임시 저장

레지스터 (Register)

CPU 내부의 초고속 임시 기억장소
처리할 명령어나 연산 결과 저장
플립플롭이나 래치로 구성
메모리 중에서 가장 빠른 속도

성능 측정 단위:

MIPS: 초당 명령 실행 수
FLOPS: 초당 부동소수점 연산
클럭 속도: CPU 동작 주파수

3. 주기억장치 (Main Memory)

메모리 계층 구조 (속도 순)

RAM (Random Access Memory)

● 특징: 전원이 꺼지면 내용이 날아가는 휘발성 메모리
● 기능: 읽기와 쓰기 모두 자유롭게 가능
● 용도: 현재 사용(실행) 중인 프로그램과 데이터 적재
● 종류: SRAM(고속 캐시용), DRAM(일반 주기억용)

ROM (Read Only Memory)

● 특징: 전원이 차단되어도 내용이 보존되는 비휘발성 메모리
● 기능: 기본적으로 읽기만 가능
● 용도: 시스템 부팅 프로그램(BIOS), 폰트 등 핵심 시스템 보관

4. 보조기억장치 (Secondary Storage)

하드디스크 (HDD)

자기를 이용한 대용량 저장 장치로 개인용 컴퓨터의 주요 보조기억장치입니다.

특징:

• 상대적으로 저렴한 가격
• 기계적 동작(모터, 암)으로 인한 속도 제한 및 소음
• 대용량 데이터 보관에 유리
• 디스크 조각화 현상 발생

SSD (Solid State Drive)

플래시 메모리를 반도체로 구성한 저장 장치로 매우 빠른 속도를 자랑합니다.

특징:

• HDD보다 월등히 빠른 접근 및 처리 속도
• 기계적 부품이 없어 지연이나 소음, 발열이 없음
• 외부 충격에 강함
• 크기가 작고 가벼우며 전력 소모가 적음

5. 데이터 표현 단위

데이터 용량 단위 관계도

Bit (비트)

컴퓨터가 처리하는 최소 단위 (0 또는 1)

Byte (바이트)

8비트 = 1바이트
영문/숫자 1자 표현 (한글은 2바이트)

1024

KB (킬로바이트)

1,024 Byte = 2¹⁰ Byte

1024

MB (메가바이트)

1,024 KB = 2²⁰ Byte

1024

GB (기가바이트)

1,024 MB = 2³⁰ Byte

1024

TB (테라바이트)

1,024 GB = 2⁴⁰ Byte

처리 속도 단위 (점점 더 빨라짐)

밀리초 (10⁻³초)

μs

마이크로초 (10⁻⁶초)

나노초 (10⁻⁹초)

피코초 (10⁻¹²초)

확인 문제

1 / 10

문제 1

다음 중 중앙처리장치(CPU)의 구성 요소가 아닌 것은?

①

제어장치

②

연산장치

③

레지스터

④

캐시 메모리

💡 해설: CPU는 명령을 해독하는 '제어장치', 실제 계산을 하는 '연산장치', 임시 저장소인 '레지스터'로 구성됩니다. 캐시 메모리는 CPU와 주기억장치 사이의 별도 고속 버퍼입니다.

문제 2

전원이 차단되어도 기록된 내용이 지워지지 않고 보존되는 메모리는?

①

RAM

②

ROM

③

레지스터

④

캐시 메모리

💡 해설: ROM(Read Only Memory)은 비휘발성 메모리로 전원이 꺼져도 지워지면 안되는 부팅(BIOS) 정보 등을 저장합니다.

문제 3

1GB(기가바이트)는 몇 MB(메가바이트)인가?

①

1,000 MB

②

1,024 MB

③

1,048 MB

④

1,124 MB

💡 해설: 컴퓨터는 2진법을 사용하므로 한 단계 상위 용량 단위는 하위 단위의 2¹⁰(1024)배 입니다. 즉, 1GB = 1,024MB 입니다.

문제 4

다음 중 CPU의 성능(처리 속도)을 나타내는 단위가 아닌 것은?

①

MIPS

②

FLOPS

③

Hz (클럭 속도)

④

Byte

💡 해설: Byte(바이트)는 데이터의 크기나 저장 용량을 나타내는 단위입니다.

문제 5

다음 중 현재 실행 중인 프로그램이나 데이터가 적재되는 휘발성 메모리는?

①

ROM

②

HDD

③

RAM

④

SSD

💡 해설: 주기억장치인 RAM(Random Access Memory)은 읽고 쓰기가 자유롭지만 전원이 꺼지면 내용이 모두 날아가는 휘발성 메모리입니다.

문제 6

CPU의 연산장치(ALU)가 주로 수행하는 기능으로 옳은 것은?

①

산술 및 논리 연산 수행

②

전체 시스템 장치 제어

③

영구적인 데이터 보관

④

입출력 장치 관리

💡 해설: 연산장치(Arithmetic & Logic Unit)는 말 그대로 덧셈, 뺄셈 등 산술연산과 참/거짓 판단 등 논리연산을 직접 수행합니다.

문제 7

다음 메모리 계층 구조 중 접근 속도가 가장 빠른 것은?

①

캐시 메모리

②

레지스터

③

주기억장치 (RAM)

④

보조기억장치 (SSD)

💡 해설: 레지스터는 CPU 코어 내부에 존재하는 가장 빠른 초고속 임시 기억장치입니다.

문제 8

1 Byte(바이트)는 몇 Bit(비트)로 구성되는가?

①

4 Bit

②

6 Bit

③

8 Bit

④

16 Bit

💡 해설: 8개의 비트(Bit)가 모여 1개의 바이트(Byte)가 되며, 이는 영문자 하나를 표현할 수 있는 기본 단위입니다.

문제 9

하드디스크(HDD)와 비교한 SSD의 특징으로 옳지 않은 것은?

①

동일 용량 대비 가격이 저렴하다.

②

데이터 읽기/쓰기 속도가 훨씬 빠르다.

③

기계적 소음이 전혀 발생하지 않는다.

④

외부의 물리적 충격에 강하다.

💡 해설: SSD는 반도체 기반으로 성능이 뛰어나지만 아직 HDD에 비해 가격이 비싼 편입니다.

문제 10

CPU 성능 단위인 MIPS의 정확한 의미는 무엇인가?

①

1초당 데이터 전송 횟수

②

1초당 100만 개의 명령 실행 수

③

1초당 부동소수점 연산 횟수

④

1초당 화면 갱신 횟수

💡 해설: MIPS(Million Instructions Per Second)는 1초 동안 실행할 수 있는 명령어의 개수를 100만 단위로 표현한 속도 지표입니다. (부동소수점은 FLOPS)

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모든 문제를 정확히 풀었습니다.

2차시 핵심 확인 문제

Q1. 다음 중 중앙처리장치(CPU)의 제어장치에 해당하는 레지스터는?

정답 보기
프로그램 카운터(PC), 명령 레지스터(IR)
Q2. 전원이 꺼져도 내용이 지워지지 않는 휘발성/비휘발성 메모리 특징 구분?

정답 보기
ROM은 비휘발성, RAM은 휘발성

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