컴퓨터는 어떻게 작동할까?(3) - CPU, 메모리, 입력, 출력

앞서 컴퓨터가 사용하는 언어인 2진수와 2진수를 통해 컴퓨터가 어떻게 의미있는 계산을 하는지 알아 보았다.

https://justdoitman.tistory.com/27

컴퓨터는 어떻게 작동할까?(2) - 컴퓨터의 언어 "2진수"

이번엔 전반적으로 컴퓨터가 어떻게 외부와 '소통'하는 것 인지 알아보겠다.

 

컴퓨터는 '2진수'를 통해 세상을 이해한다.

하지만 우리들은 빛, 소리 등 컴퓨터와는 전혀 다른 종류의 정보를 통해 세상을 인식한다.

 

이렇게 '인간'과 '컴퓨터'는 세상을 이해하는 방식이 다른데, 이 차이를 이어주는 역할을 하는 것이 '입출력' 장치이다.

https://youtu.be/MMzdKTtUIFM

 

1.입력장치

 

입력장치란 세상의 정보를 컴퓨터가 이해할 수 있는 2진수의 정보로 바꾸어주는 역할을 하는 장치이다.

예를들면 키보드, 마우스, 터치패드, 마이크, 카메라 등이 있다.

 

키보드는 우리가 입력하는 글자 정보를 컴퓨터에 전달해주고, 

마우스는 손의 움직임을, 카메라는 시각정보를 그리고 마이크는 소리라는 정보를 컴퓨터가 이해할 수 있게

2진수로된 정보로 변환해준다.

다양한 입력장치

2. 출력장치

 

출력 장치는 컴퓨터로 부터 받은 2진수 정보를, 우리가 인식할 수 있는 정보로 바꾸어주는 역할을 한다.

대표적으로 모니터, 스피커, 프린터 등이 있다.

다양한 출력장치

위에서 배운 내용을 그림으로 정리하면 이런 느낌이다.

3. CPU와 메모리

그렇다면 '컴퓨터 안'에서는 어떤 일들이 일어나고 있을까?

2진수 데이터를 건네받은 컴퓨터는 그것을 '메모리'에 보내 일시적으로 저장하고, 'CPU'를통해 연산처리를 한다.

 

이해를 돕기 위해 '컴퓨터'를 '마트계산대'에 비유해보겠다.

마트계산대를 상상해 보자

마트 계산대에서 해야하는 일은 고객이 가져온 제품을 결제하는 것이다.

손님이 가져온 제품을 '정보'라고 하면, 그 정보를 계산하는 종업원은 CPU에 해당하는 역할을 한다. 

 

메모리는 손님이 가져온 제품을 올려놓는 '계산대'라고 생각하면 된다. 

손님이 물건을 계산대에 올려놓아야 종업원이 계산을 진행 할 수 있는것처럼, 

 

컴퓨터에서 다루는 모든 정보는 일단 메모리에 일시적으로 저장되고, CPU는 메모리에 저장된 정보들을 처리하게 된다.

 

아무리 실력이 좋은 종업원이 있어도, 계산대가 좁으면 한번에 계산할 수 있는 양이 줄어들고 그만큼 계산 속도도 느려지는 것처럼/ CPU성능이 좋아도 메모리가 충분하지 않으면 속도가 느려지게 된다.

 

요약

1. 입력장치 = 외부정보를 컴퓨터가 알아들을 수 있는 2진수의 정보(입력값)로 변환하는 장치

2. 메모리 = 입력장치로부터 2진수로된 정보를 받아 CPU로 전달해주는 장치

3. CPU =메모리로부터 2진수로된 입력값을 전달받아 결과값을 만들어내는 장치

4. 출력장치 = CPU가 계산한 2진수의 정보(결과값)를 인간이 알아 들을 수 있는 정보로 변환하는 장치

 

따라서 데이터의 흐름은 아래와 같이 진행된다.

외부 ----> 입력장치 ----> [ 메모리 ----> CPU ] ----> 출력장치 ----> 외부