코코무의 코딩캔버스

"RAM이 느려서 CPU가 기다린다"는 말의 진짜 의미는 무엇일까?본문에서는 CPU와 메모리 간의 병목을 해결하기 위한 계층적 메모리 구조를 분석한다.왜 다양한 메모리가 필요한가?CPU는 점점 빨라지는데, 메모리는 그 속도를 따라가지 못한다.*물리적 제약의 차이: CPU는 집적도가 높은 소수의 회로에 초고속 연산을 집중시키는 구조다. 반면 메모리는 데이터를 많이 담는 게 우선이므로 회로를 촘촘하게 배치할 수 없다.*기술 발전 속도의 차이: CPU는 고속화에 특화된 설계 개선이 매년 이루어졌지만 메모리 기술은 발전 속도가 느리고 대부분 용량 증가 위주로 발전한다.이로 인해 CPU는 데이터를 기다리느라 멈춰서는 상황이 빈번하게 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 컴퓨터는 속도와 용량, 가격 사이에서 균형을 ..

CPU는 단순한 회로 집합이 아니라, 수많은 명령어를 처리하는 정교한 기계다.이 글에서는 명령어 사이클을 기반으로 CPU의 동작 구조를 이해한다.명령어 실행의 전체 흐름컴퓨터에서 실행되는 모든 프로그램은 결국 CPU가 해석하고 실행하는 기계어 명령어들의 연속이다.고급 언어로 작성된 코드도, 컴파일 혹은 인터프리팅을 거쳐 기계가 해석 가능한 명령어 단위로 변환된다.CPU는 이 명령어들을 하나하나 처리하며 프로그램을 수행한다. 이 일련의 과정을 명령어 사이클(instruction cycle) 또는 Fetch-Decode-Execute 사이클이라고 한다.사이클을 알아야 하는 이유프로그래밍이든, 하드웨어를 공부하든 CPU가 명령어를 실행하는 과정을 이해하는 것은 정말 중요하다.이걸 모르면 메모리가 왜 필요하고,..

컴퓨터가 숫자를 저장하고 처리한다는 것은, 결국 비트 단위의 전기 신호 조합으로 숫자의 의미를 부여한다는 것이다. 숫자라고 해서 별다른 형태가 있는 것이 아니라, 이진수로 변환된 일련의 0과 1이 특정 규칙에 따라 해석될 뿐이다.본문에서는 컴퓨터가 정수, 음수, 소수를 어떻게 이진수로 표현하는지 살펴보며, 2의 보수, 고정소수점, 부동소수점과 같은 핵심 개념을 다룬다.정수 표현의 기본: 부호 없는 정수가장 단순한 숫자 표현은 양의 정수만을 다루는 것이다. 예를 들어, 8비트 공간에서 0~255까지의 수를 다음과 같이 표현할 수 있다.10진수 : 0 1 2 3 ... 254 2552진수 : 00000000, 00000001, 00000010, ..., 11111110, 11111111이..

컴퓨터는 인간처럼 글자나 숫자 자체를 이해하지 않는다. 그 대신, 전기적 신호의 존재와 부재를 이용해 모든 정보를 표현한다. 이로 인해 컴퓨터는 데이터를 2진수(이진수, Binary)로 처리하고 이를 저장하고 연산한다.비트(Bit): 이진 정보의 최소 단위 정의Bit(binary digit): 컴퓨터에서 표현할 수 있는 가장 작은 데이터 단위로 0 또는 1 중 하나의 값을 갖는 단위, 즉 정보의 가장 작은 조각컴퓨터는 전기적 신호의 유무 또는 전압 차이를 기반으로 동작하며, 이것을 2개의 상태로 추상화한 것High Voltage(전압이 있음) → 1Low Voltage(전압이 없음) → 2n비트로 표현할 수 있는 고유한 상태 수 = 2ⁿ1비트: 2가지 → 0, 12비트: 4가지 → 00, 01, 10, ..

안녕하세요, 오늘부터는 컴퓨터 공학에 대해 공부해보려 합니다. 비전공자로서 스스로 쉽게 이해하고 오래 기억에 남도록, 또 업무에 적용 및 응용도를 높일 수 있도록 목표하겠습니다.컴퓨터는 우리가 입력한 명령을 받아서 처리(연산)을 하고, 결과를 출력한다. 이 과정은 단순하지만 내부적으로 여러 하드웨어와 소프트웨어가 협력해서 작동한다(상호의존적 관계). 컴퓨터의 4가지 핵심 기능컴퓨터는 단순한 계산기 이상의 일을 수행하는 복잡한 정보 처리 시스템이다. 하지만 그 작동 원리는 의외로 단순한 흐름으로 요약된다.입력 → 처리 → 저장 → 출력이 4단계 구조는 모든 디지털 시스템의 근간이 되는 작동 방식이다. 1. 입력(Input) - 키보드, 마우스, 터치스크린 같은 장치를 통해 데이터를 입력 [컴퓨터와 상호작용..