1과목 컴퓨터일반 2강 하드웨어

[유동균강사]

중앙처리장치의 구성

․중앙처리장치 : 제어장치 + 연산장치 + 주기억장치

․레지스터 : CPU 내부에서 처리할 명령이나 연산의 중간 결과값 등을 일시적으로 기억하는 임시 기억 장소

주기억장치

․ROM : 비휘발성 메모리로 입․출력 시스템, 글자 폰트, 자가 진단 프로그램 저장

․RAM : 휘발성 메모리로, 사용중인 프로그램이나 데이터 저장

DRAM과 SRAM의 비교

	동적 램(DRAM)	정적 램(SRAM)
구성 소자	콘덴서	플립플롭
재충전 여부	필요	불필요
전력 소모	적음	많음
접근 속도	느림	빠름
집적도(밀도)	높음	낮음
가격	저가	고가
용도	주기억장치	캐시 메모리

기타 메모리

․플래시 메모리 : EEPROM의 일종으로, MP3 플레이어, PDA, 디지털 카메라 등에 사용

․캐시 메모리 : CPU와 주기억장치 사이에 위치하여 컴퓨터의 처리 속도를 향상시키기 위한 것으로, SRAM을 사용

․가상 메모리 : 보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 메모리 기법

․버퍼 메모리 : 두 장치 간에 데이터를 주고받을 때 속도 차이를 해결하기 위한 임시 저장 공간

보조기억장치

․Zip Disk : 100～250MB 정도의 데이터를 백업할 때 사용되며, 병렬 포트나 USB 포트를 사용하여 연결

․CD-ROM : 650MB 정도의 저장 매체로 읽기만 가능하며, 멀티미디어 데이터의 저장용으로 사용

․DVD : 4.7～17GB의 대용량 저장이 가능한 차세대 기억 매체로, 뛰어난 화질과 음질의 멀티미디어 데이터 저장 가능

․CD-R : 한 번에 한해 사용자가 기록할 수 있으며, 기록 후에는 읽기만 가능(WORM)

기억장치 관련 단위

단위		Byte	KB	MB	GB	TB	PB
저장용량		8Bits	1024Byte	1024KB	1024MB	1024GB	1024TB
작음	←------------------------------------------------→							큼

단위		ms	㎲	ns	ps	fs	as
처리속도		10-3	10-6	10-9	10-12	10-15	10-18
느림	←------------------------------------------------→							빠름

기억장치(빠름 → 느림)

레지스터 → 캐시 → DRAM → ROM → 하드디스크 → Zip Disk → CD-ROM → 플로피디스크 → 자기테이프

입력장치

광학 마크 판독기(OMR)	컴퓨터용 수성 사인펜으로 표시한 부분에 빛을 비추어 판독하는 장치로, 객관식 시험용 답안지 채점에 사용
광학 문자 판독기(OCR)	인쇄된 문자에 빛을 비추어 판독하는 장치로, 세금고지서나 공공요금 청구서를 판독할 때 사용
자기 잉크 문자 판독기(MICR)	자기 잉크로 인쇄된 문자나 기호를 판독하는 장치로, 수표나 어음 판독에 사용
바코드 판독기 (BCR)	바코드에 빛을 비추어 판독하는 장치로, POS 시스템의 입력장치로 사용
스캐너 (Scanner)	그림이나 사진 등의 영상(Image) 정보를 디지털 그래픽 정보로 변환해 주는 장치
디지털 카메라	촬영된 영상을 필름에 기록하지 않고, 전자 데이터로 변환시켜 스마트 미디어 카드나 플래시 메모리와 같은 저장 매체에 저장하는 장치

화면 표시장치

종류	장점	단점	용도
CRT	․비교적 고해상도 ․표시 속도가 빠름 ․가격이 저렴함	․부피가 큼 ․전자파로 인해 눈이 쉽게 피로해짐 ․비교적 전력 소모가 높음	데스크톱 컴퓨터
LCD	․휴대 및 이동이 쉬움 ․전력 소모가 적음	․각도에 따라 선명도가 달라짐 ․어두운 곳에서는 잘 보이지 않음	노트북, 랩톱, 워드프로세서 전용기
TFT- LCD	․깜빡임 현상이 없음 ․어두운 곳에서도 잘 보임	․발광 소자가 없어 백라이트가 필요함 ․각도에 따라 선명도가 달라짐	노트북,  벽걸이 TV
PDP	․완전 평면으로 일러그짐이 없음 ․해상도가 가장 높음	․가격이 비쌈 ․전력 소모가 가장 높음	그래픽 전용 모니터, 벽걸이 TV

주요 인쇄장치

종류	특징	단위
도트 프린터	․헤드의 핀으로 잉크 리본에 충격을 가해 인쇄하는 방식으로, 가격이 저렴함 ․소음이 크고, 인쇄 품질이 낮음	CPS
잉크젯 프린터	․소음이 작고, 저렴한 비용으로 컬러 인쇄 가능 ․잉크가 번지거나, 노즐이 막힐 수 있음 ․유지 보수 비용이 많이 듬	PPM
레이저 프린터	․복사기와 같은 원리로, 가격이 비쌈 ․소음이 작고, 속도가 빠르며, 해상도가 높음

인터럽트

․프로그램 실행 도중 예기치 않은 상황이 발생할 경우 현재 작업을 일시 중단하고 발생된 상황을 우선 처리한 후 실행중인 작업으로 복귀하여 계속 처리하는 것

․외부 인터럽트 : 입․출력 장치, 타이밍 장치, 전원 등의  외부적인 요인에 의해 발생

․내부 인터럽트 : 잘못된 명령이나 데이터를 사용할 때 발생하며, 트랩(Trap)이라고도 부름

․소프트웨어 인터럽트 : 프로그램 처리 중 명령의 요청에 의해 발생

채널과 DMA

․채널 : 주변장치의 제어 권한을 CPU로부터 넘겨받아 CPU 대신 입․출력을 관리하는 것

․DMA : CPU의 참여 없이 입․출력 장치와 메모리가 직접 데이터를 주고 받는 것

제어장치

․컴퓨터의 모든 동작을 지시하고 제어하는 장치

․프로그램 카운터(Program Counter) : 다음에 실행할 명령어의 번지를 기억하는 레지스터

․명령 레지스터(Instruction Register) : 현재 실행 중인 명령의 내용을 기억하는 레지스터

․명령 해독기(Decoder) : 명령 레지스터에 있는 명령어를 해독하는 회로

․부호기(Encoder) : 해독된 명령에 따라 각 장치로 보낼 제어 신호를 생성하는 회로

․메모리 주소 레지스터(MAR) : 기억장치를 출입하는 데이터의 번지를 기억하는 레지스터

․메모리 버퍼 레지스터(MBR) : 기억장치를 출입하는 데이터를 잠시 기억하는 레지스터

연산장치

․제어장치의 명령에 따라 실제로 연산을 수행하는 장치

․가산기(Adder) : 2진수의 덧셈을 수행하는 회로

․보수기(Complementor) : 뺄셈의 수행을 위해 입력된 값을 보수로 변환하는 회로

․누산기(AC ; Accumulator) : 연산된 결과를 일시적으로 저장하는 레지스터

․데이터 레지스터(Data Register) : 연산에 사용될 데이터를 기억하는 레지스터

․상태 레지스터(Status Register) : 연산 중에 발생하는 여러 가지 상태값을 기억하는 레지스터

․인덱스 레지스터(Index Register) : 주소 변경을 위해 사용되는 레지스터

RISC와 CISC의 차이

	RISC	CISC
명령어	적다	많다
주소지정	간단	복잡
레지스터	많다	적다
전력소모	적다	많다
처리속도	빠름	느림
용도	서버, 워크스테이션	개인용 컴퓨터

버스

․내부 버스 : CPU 내부에서 레지스터 간의 데이터 전송에 사용되는 통로

․외부 버스 : CPU와 주변장치간의 데이터 전송에 사용되는 통로로, 제어 버스, 주소 버스, 데이터 버스로 구분

확장 버스

모뎀, 사운드, 그래픽 카드 등을 연결할 때 사용한다.

ISA	초기의 컴퓨터에서 286 컴퓨터까지 사용하던 방식(8bit, 16bit)
VESA 로컬	최대 3개까지 주변장치 장착을 지원(32bit)
PCI	CPU와 데이터를 주고받기 위해 브리지를 이용하며, 최대 10개까지 주변장치 장착을 지원(32bit, 64bit)
PCMCIA	노트북에 사용되는 버스 방식(16bit)
AGP	3D 그래픽 카드의 속도 향상을 위한 것으로, CPU와 직접적인 자료 전송으로 PCI보다 2배 이상 속도가 향상됨(64bit)

포트

직렬	한 비트씩 전송하는 방식으로 마우스나 모뎀 연결에 사용
병렬	8비트씩 전송하는 방식으로 프린터나 Zip 드라이브 연결에 사용
PS/2	PS/2용 마우스와 키보드 연결에 사용
USB	기존의 직렬, 병렬, PS/2 포트를 통합한 방식으로 주변장치를 최대 127개까지 연결
IEEE1394	맥킨토시용으로 개발된 직렬 인터페이스로 주변장치를 최대 63개까지 연결
IrDA	케이블 없이 적외선을 사용하여 주변장치와 통신하는 방식으로 노트북에 사용

바이오스

․컴퓨터의 기본 입․출력 장치나 메모리 등 하드웨어 작동에 필요한 명령들을 모아놓은 프로그램

․전원이 켜지면 POST를 통해 컴퓨터를 점검한 후 사용 가능한 장치를 초기화함

․바이오스는 하드웨어와 소프트웨어의 중간 형태로, 펌웨어(Firm Ware)라고 함

․CMOS 설정 항목 : 시스템의 날짜와 시간, 하드디스크 타입, 부팅 순서, 칩셋 설정, 전원관리, 시스템 암호 설정, Anti-Virus 기능 등

하드디스크 연결 방식

IDE	․2개의 장치 연결 가능 ․최대 504MB의 용량 인식 ․Master/Slave 연결 방식
EIDE	․4개의 장치 연결 가능 ․최대 8.4GB의 용량 인식 ․Master/Slave 연결 방식
SCSI	․7개의 장치 연결 가능 ․각 장치에 고유한 ID 부여 ․마지막 장치는 반드시 터미네이션 되어야 함 ․체인식 연결 방식
UDMA	․EIDE 방식의 개선된 형태 ․CPU의 참여 없이 작업이 수행되므로, 시스템의 전반적인 속도 향상 ․메인보드의 칩셋에서 기능을 지원해야 함

PC 전원 관리 장치

․자동 전압 조절기(AVR) : 입력 전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 출력 전압을 유지

․무정전 전원 공급 장치(UPS) : 정전시 시스템에 일정 시간 동안 전원을 공급

․정전압 정주파 장치(CVCF) : 전압과 주파수를 항상 일정하게 유지

․서지 보호기 : 전압이나 전류의 갑작스런 증가에 의한 손상을 보호하는 장치

부팅 오류

'Non-System disk   or disk error'	․부팅 파일이 없는 디스켓이 A 드라이브에 들어 있는 경우, 플로피디스크를 뺀 후 재부팅 ․하드디스크에 시스템 프로그램이 없는 경우 운영체제를 다시 설치
'Disk boot failure ...'	․부팅에 필요한 디스크를 찾을 수 없다는 오류 ․디스크의 시스템 파일의 손상 여부 확인 ․부팅 디스크를 이용해 부팅한 후 디스크 검사 수행
'Drivers failure Invalid configuration press <F1> to Continue'	드라이버의 구성이 잘못되었다는 의미로, 하드디스크를 구성하는 정보가 CMOS에 정확하게 설정되었는지 확인 후 변경

하드디스크 오류

새로운 하드디스크를 인식하지 못하는 경우	․CMOS 설정과 하드디스크의 타입이 CMOS 셋업에서 일치하는지 확인 ․FDISK를 실행하여 파티션 설정 확인 ․연결 케이블 선의 핀 연결 상태 확인 ․바이러스 감염 여부 확인 ․하드디스크 점퍼 스위치 설정 상태 확인
시스템 파일이나 부트 섹터가 손상된 경우	시동 디스크로 부팅한 후 시스템 파일을 전송하거나, 디스크 검사로 부트 섹터 복구