[Coursera Google] GCC IT 기술 지원 기초 : 하드웨어(Hardware)

 

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하드웨어 개론

물리적 구성요소

 

 

포트(Ports)

기기를 연결할 수 있는 연결 지점으로 컴퓨터의 기능을 확장하는 것입니다.

 

 

CPU, 중앙처리장치(Central Procerssing Unit)

컴퓨터의 두뇌와 같은 부분으로 모든 계산과 데이터 처리를 수행하여 끊임없이 명령어를 받아 실행하는 부분입니다.

레지스터

• 클럭 와이어 : 운영상태를 동기화하는 내부 시계, 데이터를 보내거나 받을 때 클럭 와이어에 전압을 보내 계산을 시작할 수 있는 상태임을 CPU에게 알립니다.                                                                                                                      ex. 3.4ghz = 초당 34억 사이클, CPU의 클럭속도를 나타내는 것으로 특정 시간동안 한 세트에서 처리할 수 있는 클럭 사이클의 최대 개수를 말합니다. 
• 오버 클러킹(Over clocking) : 더 많은 작업을 수행하기 위해 CPU의 클럭 사이클을 높이는 것으로 CPU가 과열될 수 있다는 단점이 있습니다. 

 

더하기(adding), 빼기(Subtracting), 데이터 복사(Copying data) 등의 함수는 모두 CPU가 수행할 수 있는 명령어입니다.

 

CPU 소켓

• LGA(Land grid array)
• PGA(Pin grid array)

 

BIOS

컴퓨터의 하드웨어 초기화를 도와주는 소프트웨어로 운영체제를 가동하고 실행합니다.

 

 

ROM

비휘발성 컴퓨터가 꺼져도 데이터를 지우지 않습니다. 운영체제가 로드되면 하드 드라이브나 기타 장치에서 직접 드라이버를 로드할 수 있습니다.

 

 

UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)

기존의 BIOS처럼 컴퓨터를 시작하는 동일한 기능을 수행합니다. 하지만 더 현대적이고 호환성이 좋으며, 최신 하드웨어를 지원합니다.  

 

 

RAM(Random Access Memory)

컴퓨터의 단기 메모리로 데이터를 임시로 저장하고 싶을 때 이 구성요소를 사용합니다. 

무작위로 액세스되는 메모리로서 CPU는 RAM의 모든 부분을 빠르게 읽을 수 있습니다.

더 빠른 RAM은 프로그램을 더 빨리 실행하고 더 많은 프로그램을 동시에 실행할 수 있다는 의미입니다.

 

• DRAM(Dinamic Random Access Memory, 동적 랜덤 액세스 메모리)
• SDRAM(동기식 DRAM) : 시스템의 클럭 속도와 동기화되어 데이터를 더 빠르게 처리할 수 있습니다.
• DIMM(Dual Inline Memory Module)
• DDR SDRAM(Double date rate SDRAM) : DDR은 더 빠르고 전력을 덜쓰며 초기 SDRAM 버전보다 용량이 더큽니다.

 

 

스토리지(Storege)

HDD(Hard Disk Drive, 하드 드라이브)

음악, 사진, 애플리케이션 등 유저가 사용하는 모든 데이터가 저장되는 곳입니다. 하드드라이브 또는 HDD는 정보를 읽고 쓰기 위해 스피닝 플래터와 기계식 팔을 사용합니다. 플래터의 회전 속도 덕분에 데이터를 더 빠르게 읽고 쓸 수 있습니다. 이를 일반적으로 RPM(분당 회전수)이라고 합니다. SSD에 비해 저렴한 편이지만 데이터 손상되기 쉬운 편입니다.

SSD(Solid State Drive)는 데이터 손실 위험은 적지만 더 비싸서 HDD를 구입할 때만큼 메모리 스토리지 용량을 많이 확보하기 힘듭니다.

 

하드드라이브가 시스템에 연결하는 인터페이스는 아래와 같습니다.

ATA 인터페이스 : 가장 일반적인 인터페이스로 가장 인기있는 ATA 드라이브는 직렬 ATA 또는 데이터 전송용 케이블을 사용하는 SATA입니다. SATA 드라이브는 핫스왑이 가능합니다. 

 

NVMe(NVM Express) : 케이블을 사용하여 컴퓨터 드라이브를 연결하는 대신 드라이브 확장 슬롯이 추가되었고 더 많은 데이터를 처리하고 효율성도 향상했습니다.

 

 

마더보드(Motherboard)

마더보드는 모든 구성요소를 제자리에 배치하고 서로 통신하게 하는 곳으로 컴퓨터의 기반입니다.

모든 부분을 연결하는 몸체와 같은 곳으로 컴퓨터의 순환 시스템이라고 생각해도 됩니다.

모든 구성요소를 함께 연결하는 회로 기판 또는 컴퓨터를 한데 묶는 기반입니다.

확장 카드를 추가하여 컴퓨터의 기능을 확장하고 전원공급 장치에서 전력을 끌어오고 컴퓨터의 다른 부분이 서로 통신하게 하는 총괄 보스같은 역할을 합니다.

• 칩셋(Chipset) :  마더보드의 핵심 구성요소로서 CPU, RAM 및 주변기기 간에 주고받는 데이터를 관리합니다. 시스템에서 구성요소가 서로 통신하는 방식을 결정하며 마더보드의 칩셋은 두개의 칩으로 구성되어 있습니다.                    노스브리지(Northbridge)와 사우스브리지(Southbridge)로 구성되며 노스브리지(Northbridge)는 RAM과 비디오카드 같은 부품을 상호연결하고 사우스브리지(Southbridge)는 IO 또는 입력/출력 컨트롤러를 유지관리합니다. 데이터를 입력 출력하는 하드 드라이브 및 USB 기기 등이 해당됩니다.
• 확장슬롯(Expansion slots) : 확장슬롯을 사용하면 컴퓨터의 기능을 향상시킬수 있습니다. 확장 슬롯의 표준은 PCI 익스프레스(Peripheral Component Interconnect Express)입니다. PCIe 버스는 마더보드의 슬롯처럼 보이며 PCIe 기본확장 카드는 더 작은 회로 기판처럼 보입니다. 
• 폼팩터(Form factior) : ATX(Advanced Technology eXtended) 크기가 다양하며 마더보드의 가장 일반적이며 데스크톱에서는 일반적으로 전체크기의 ATX를 볼 수 있습니다. 폼팩터의 크기에 따라 그 안에 넣을 수 있는 부품의 양과 공간의 양이 결정됩니다.  ITX(Information Technology eXtended) ITX는 ATX보다 훨씬 작습니다.

 

Peripherals(주변기기)

마우스, 키보드 모니터 같이 컴퓨터에 연결하는 외부 기기입니다.

기본적으로 외부에서 컴퓨터에 연결하여 기능을 추가하는 모든 것을 말합니다.

 

USB(Universial Serial Bus) : 범용 직렬 버스 기기

• USB 2.0 - Transfer speeds of 480 Mb/s
• USB 3.0 - Transfer speeds of 5 Gb/s
• USB 3.1 - Transfer speeds of 10Gb/s

TypeC Connector : 최근 주변기기 연결을 대체하고 있는 타입

 

 

전원공급장치(Power Supplies)
DC(Direct Current) : 한 방향으로 흐르는 직류

AC(Alternating Current) : 끊임없이 방향을 바꾸는 교류

Amperage(AMPs, 암페어) : 흐르는 전기량은 전류 또는 암페어라고 하며 amps 단위로 측정

Wattage(와트) : 기기에 필요한 전압과 전류의 양

 

 

프로그램(Programs)

컴퓨터에 무엇을 해야하는지 알려주는 기본 명령어입니다.

 

 

외부 데이터 버스(EDB)

컴퓨터 부품들을 서로 연결하는 일련의 전선으로 8, 16, 32 64 비트까지 크기가 다양합니다.

한번에 한 중의 데이터만 보낼 수 있으므로 MCC라는 다른 구성요소의 도움이 필요합니다.

 

 

MCC(Memory Controller Chip)

CPU와 RAM을 연결하는 다리와 같은 곳으로 기억과 연결되는 뇌의 신경이라고 생각하면 됩니다.

 

 

주소버스(Access bus)

CPU를 MCC에 연결하고 데이터 자체가 아니라 데이터의 위치를 전송합니다. 그러고 나면 MCC가 주소를 가져와 데이터를 찾습니다. 

 

 

캐시(Cache)

RAM보다 더 작지만, 최근에 또는 자주 액세스한 데이터를 보관하여 빠르게 참조할 수 있게 합니다. 

CPU에는 아래와 같은 세가지 캐시 레벨이 있습니다.

L1(가장 작고 가장 빠른 캐시), L2, L3

 

 

Mobile devices (휴대기기)

System on a Chip(SoC)

CPU, RAM, 때로는 스토리지까지 단일 칩에 집적되어 있습니다. 사이즈가 작을 뿐만 아니라 구성요소가 다 분리된 경우보다 배터리 전력을 더 적게 사용합니다.

 

 

배터리 충전 시스템

Charge cycle(충전주기) : 배터리가 한번 완전히 충전되고 방전되는 것을 말합니다.

 

 

 

 

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