Computer architecture

✅ Computer architecture

• HardWare
  • CPU
  • RAM, HDD
  • InputOutput: mouse, printer
• SoftWare
  • System softeare: OS, compiler
  • Application software: word, excel…

✅ HardWare

---

☑️ CPU

central processing unit

• 의사결정 및 계산
• 중앙처리 장치, 프로세서
• 논리회로들로 구성되어 있음

📍 ALU, CU, MU

CPU includes ALU, CU, MU가 유기적으로 동작하며 output(의사결정, 연산)이 나온다.

• ALU (Arithmetic Logic Unit)
• CU (Control Unit)
• MU (Memory Unit), Register

☑️ Memory

📍 Hierarchy of memory

• Registers: smallest, fastest memory within CPU
• Cache: faster than RAM, multiple levels(L1, L2, L3)
• RAM: main memory
• Secondary Storage: HDD, SSD

• Tertiary Storage: external storage(USB)

• Primary Memory
  • CPU can access directly
  • RAM
  • ROM

• Secondary Memory
  • HDD
  • CD(compact disc)
  • SSD
  • DVD(Digital Versatile Disk)
  • Floppy disk

📍 RAM

random access memory

• random access: any memory cell can be accessed directly
• temporary storage
• primary memory(주 기억장치)
• volatile memory
• 전기 제어(전기로 데이터가 저장, 전기 없으면 데이터 손실)
• more flexible than ROM

• Loading Data: when open program, data is loaded from HD to RAM
  • why? bc RAM is faster
• Execution: CPU caculates, results on RAM
• Temporary Storage: temporarily holds data that CPU might need imminently, long storage data will go to HD.

📍 ROM

Read Only Memory

• permanent memory, non-volatile
• used to store lasting data like firmware
• more stable and secure than RAM

✔️ shell

• shell영역에 데이터가 저장이 된다.

✔️ Ram Data Rate frequency

• 램의 속도
  마찬가지로 1Hz(1초에 한 사이클) = 1cycle/s

📍 SRAM (Static RAM)

“static” because it doesn’t need to be refreshed constantly to maintain its contents, unlike DRAM.

• 속도: 매우 빠르다
• 보존: 비 휘발성(전기가 없어도 데이터가 사라지지 않는다.) 단, 데이터를 보기 위해서는 전원 공급이 필요함.
• 용량/가격: 구조가 복잡해 용량이 크지 않고 비쌈
• 용도: CPU내부 Cache memory
• smaller, high-speed cache

📍 DRAM(Dynamic Ram)

“dynamic” because the capacitors need to be periodically refreshed to maintain the data, as the charge stored in them tends to leak away over time.

• 속도: 충분히 빠르다
• 보존: 휘발성(전기가 들어오지 않으면 데이터 사라짐!)
• 용량/가격: 구조가 비교적 간단해 용량이 적당히 크고, 비교적 싸다
• 용도: Main memory
• more cost-effective and used for main system memory where larger capacity is crucial.

💡 cache memory

small sized volatile memory
serve as a buffer between the main memory (RAM) and the central processing unit (CPU)
faster access to data than fetching it from the main memory
multiple levels(L1: fastest, smallest)

☑️ Disk

• 장기 기억 Hard Disk
• Secondary Memory
• 보조 기억장치
• HDD, SSD 둘을 같이 사용하기도 함.
• 로딩하는데 오래 걸리는 데이터는 HDD, 자주 써서 금방금방 로딩되는 데이터는 SSD에 저장

📍 HDD

Hard Disk Drive

• 저장방식: magnetic storage
• slow, cheap
• 가격: 저렴
• 전력 소비: 자기장의 원리이나까 전력 소비 적음
• 속도: 느림
• 용도: 장기 보존

📍 SSD

Solid State Drive

• 저장방식: flash memory for storage
• faster, more expensive, better durability
• 가격: HDD에 비해 8배정도 비쌈
• 전력 소비: 많음
• 속도: 빠름
• 주의: 전기로 활용하는 면이 있어 데이터 자연 소멸 가능!!

❓ Word 프로그램을 클릭하면 일어나는 일?

• 장기 기억 Hard Disk에 저장되어 있던 워드 프로그램을 불러온다. 데이터 호출
• 동작하기 위해서는 RAM(= 메모리)에 업로드 되어 입력할 수 있는 상태가 된다.
• 키보드로 이것저것 입력을 하면 CPU에서 연산을 하여 기계어를 해석해 보여준다.
• 종료를 하면 CPU는 작업을 멈추고 저장을 하면 RAM의 데이터들이 장기 기억 Hard Disk에 저장
• 완전히 종료되면 RAM에는 워드 데이터들이 남지 않음.