컴퓨터 구조 - 기억장치와 입출력 장치

기억장치

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기억장치의 개념

• 기억장치의 기능과 분류
  
  • 기능 : 컴퓨터에서 사용하는 모든 프로그램이나 자료를 기억시킨다
  • 분류 : 주기억장치, 보조기억장치, 레지스터, 캐시
• 기억장치의 계층구조 : 처리속도는 레지스터 > 캐시 > 주기억장치 > 보조기억장치 순이다
• 기억장치의 특징 : 주기억장치(동적 RAM), 캐시 기억장치(정적 RAM), 보조기억장치(하드디스크, SSD)

 

주기억장치

• 정의 : 중앙처리장치와의 정보 교환을 위해 프로그램과 데이터를 일시적으로 기억하는 장치
• 구성 : 프로그램 기억 장소, 작업 장소, 입력 데이터 기억 장소, 출력 데이터 기억 장소
• 특성 : 집적회로, 속도가 빠르고 전력 소모가 작음, 대량생산
• ROM : 데이터를 임의로 기억시킬 수 없는 읽기 전용의 비휘발성 기억장치
• ROM의 종류 : Mask ROM, PROM, EPROM
• RAM : 프로그램 실행 시 프로그램과 데이터를 일시적으로 기억하는 장치
• RAM의 종류
  • 정적 RAM : 전원이 공급되는 한 내용이 기억되며 속도가 빠르고 가격이 비싸다
  • 동적 RAM : 일정 주기로 재 기억시켜야 하며 가격이 저렴하고 대용량이다
• VRAM : 비디오 회로에 사용하기 위한 기억장치

 

보조기억장치

• 정의 : 프로그램과 데이터를 영원히 저장하기 위한 기억장치
• 특성 : 하드디스크(고속, 집적 접근), SSD(초고속, 직접 접근)
• 중대형 컴퓨터의 보조기억장치 : 자기 테이프, 자기 디스크, 자기 드럼
• 개인용 컴퓨터의 보조기억장치 : 플로피디스크, 하드디스크, CD-ROM, USB 플래시 드라이브
• 최근의 기억장치 : 낸드 플래시 메모리, SSD, 외장 하드디스크

 

속도와 성능

• CPU의 속도 지표 : Hz(사이클 수), IPC(사이클당 명령어 처리수)
• 인텔 계열 프로세서
• X86 계열 : 인텔 중앙처리장치를 통합적으로 부르기 위해 사용한 이름
• 모토로라 계열 프로세서
• 버스 : 데이터 전송은 버스를 통해서 수행한다
  • 종류 : 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스

 

입출력 장치

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입력장치

• 정의 : 컴퓨터 내부로 데이터를 입력하는 장치
• 키보드 : PC의 가장 대표적인 입력장치
• 마우스 : 그래픽 사용자 환경의 대표적인 입력장치
• 스캐너 : 텍스트, 그림, 사진 등의 영상 자료를 컴퓨터로 읽어 들이는 입력장치
• 영상 카메라 : 영상을 그래픽 파일 형태로 컴퓨터에 입력시킬 수 있는 장치
• 광학 마크 판독기(OMR) : 광학 마크를 읽어 들이는 장치
• 광학 문자 판독기(OCR) : 손으로 쓴 글씨나 인쇄된 문자에 빛을 반사시켜 문자를 판독하는 장치
• 바코드 판독기 : 빛으로 상품에 인쇄된 바코드를 인식하는 장치
• 터치스크린 : 손으로 접촉하면 그 위치를 입력받도록 하는 특수한 입력장치를 장착한 화면

 

출력장치

• 그래픽 카드 : 컴퓨터가 처리한 자료를 사람이 볼 수 있도록 변환해 모니터에 뿌려 주는 장치
• 음극선관(CRT) : TV의 브라운관처럼 전자 빔이 발광하여 표시되는 방식
• 액정 디스플레이(LCD) : 액정 물질이 들어있는 두 장의 유리판에다 전압을 가하고, 그로 인해 반사되는 빛의 양을 변화시켜 화면에 표시하는 장치
• 플라스마 디스플레이 패널(PDP) : 두 장의 유리판 사이에 플라스마란 혼합가스의 충돌로 일어나는 빛을 이용해 화면에 표시하는 장치
• 유기발광 다이오드(OLED) : 형광성 유기 화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 발광현상을 이용한다
• 프린터 : 잉크젯 프린터, 레이저 프린터
• 플로터 : 그림 등을 인쇄하는 장치로서, 주로 대형 인쇄물이나 CAD의 출력장치로 쓰인다
• 음성 출력장치 : 사운드 카드, 스피커