정보 처리 시스템의 하드웨어

컴퓨터 하드웨어는 중앙 처리 장치와 주변 장치로 구성된다. 중앙 처리 장치는 기억 장치, 연산 장치, 제어 장치 등으로, 주변 장치는 입력 장치, 출력 장치 등으로 다시 구성된다.

 

1. 중앙 처리 장치

 

중앙 처리 장치는 통신 제어 장치에서 입력된 데이터를 가공, 처리, 축적, 수정, 변경, 추가하는 등 데이터 토신 시스템 전체를 통제한다. 이때, 데이터를 즉시 처리하려면 통신을 제어하는 프로그램(소프트웨어)이 필요하다. 중앙 처리 장치는 연산 장치, 제어 장치로 구성된다.

연산 장치는 프로그램에 따라 계산을 처리하는 산술 연산과 비교, 판단을 처리하는 논리 연산을 실행한다. 즉, 제어 장치가 해석한 명령에 따라 주기억 장치의 데이터를 가져다 변화시키거나 가공하여 처리하는 역할을 담당한다.

제어 장치는 컴퓨터의 각 장치에 처리하는 순서를 지시하며, 주기억 장치에서 데이터를 가져와 실행 명령을 해석하여 제어 신호를 만든다. 그리고 그 결과에 따라 입출력 장치, 주기억 장치(메모리), 보조기억 장치 등의 실행을 제어하고, 시스템 전체에서 정확하게 수행되도록 통제한다.

 

2. 주변 장치

 

주변 장치는 데이터를 저장하는 기억 장치와 입력하거나 출력하는 입출력 장치로 구성된다. 기억 장치는 입력한 데이터와 출력할 결과나 연산 결과를 보관하는 데 필요하다. 주기억 장치와 보조기억 장치가 있는데, 주기억 장치는 수행 중인 프로그램과 필요한 데이터를 저장한다. 매체로 자기 코어, 반도체 소자를 사용하며, 용량에 제한이 있다. ROM은 읽기만 가능한 비휘발성 기억 소자이고, RAM은 읽기와 쓰기가 모두 가능한 휘발성 기억 소자이다.

저장할 정보의 양이 많을 때는 보조기억 장치에 따로 저장하는데 과거에는 자기 테이프를, 요즘은 자기 디스크와 광학 디스크를 보조기억 장치로 많이 사용한다. 자기 디스크에는 플로피 디스크와 하드 디스크가 있고 광학 디스크에는 CD/DVD 등이 있다.

플로피 디스크를 보통 디스켓이라고도 하는데, 폴리에스테르로 만든 필름 원판에 자성물질을 입혀 원판 면에 미세한 트랙을 만들어 정보를 기록하는 방식이다. 폴리에스테르로 만든 필름을 전기 저항에 매우 높고, 유연성이 있으며, 마찰을 줄이는 성질이 있다. 플로피 디스크의 중심 부분에 있는 작은 구멍을 인덱스 홀이라고 하는데, 이는 트랙의 시작 위치를 알려주는 역할을 한다.

하드 디스크는 알루미늄 또는 플라스틱 판의 표면에 자기 물질을 얇게 입힌 것으로, 보통 5.25인치의 데이터 기록면을 가지고 있고 크기와 모양이 레코드 판과 비슷하다. 하드 디스크는 딱딱한 경질의 기록판에 데이터를 기록하여 고정 디스크라고도 한다. 크기와 종류가 다양하다.

일반적으로 개인용 컴퓨터의 운영체제를 담는 용도로 많이 쓰이지만, 최근에는 특성이 우수한 반도체 기반의 기록매체인 솔리드 스테이트 드라이브를 많이 사용하고 있다. 디스크를 사용하려면 처음에 파티션을 만들고 포맷해야 한다.

CD는 레이저 광선을 투사하여 반사되는 빛을 읽어 자료를 해독한 후 처리하는 방식을 사용한다. DVD는 CD에서 더 발전한 형태의 저장매체이다. 겉모습은 CD와 비슷하나, 저장하는 형식이 다르며 용량이 더 크다. 용량이 커 영상물을 담을 수 있는 매체로 시작했지만 컴퓨터의 정보 저장매체로 발전하였다.

USB는 컴퓨터와 주변 기기를 연결하는 데 사용하는 입출력 장치 중 하나이다. 휴대하기 편해 많이 사용하는데, 용도도 다양하다. 디지털카메라, 스캐너, 키보드, 마우스, 게임패드, 조이스틱 프린터 포트, 저장 장치와 컴퓨터 간의 연결 직업, 하드 디스크나 CD, DVD 대용으로 많이 사용된다.

자기 테이프는 데이프 모양의 베이스 겉면에 자성체를 입힌 자기 기록매체로, 폴리에스테르 등 플라스틱 테이프 겉면에 자성체를 입힌 것을 주로 사용했다.

데이터를 입력하거나 출력하는 입출력 장치에는 키보드, 마우스, 스캐너, 태블릿, 모니터, 프린터, 플로터 등이 있다. 입력 장치는 컴퓨터가 처리하는 명령이나 데이터를 컴퓨터 내부로 읽어 들이는 역할을 하는데, 개인용 컴퓨터에서는 키보드와 마우스는 물론 스캐너, 태블릿 등도 사용한다. 이 외에도 OMR, OCR, MICR, 바코드 판독기 등이 있다.

출력 장치는 프로그램 순서에 따라 모든 실행을 마친 후 처리 결과를 사용자에게 보여주는 장치이다. 출력 장치로 모니터와 프린터를 가장 많이 사용한다. 높은 해상도로 출력할 수 있는 다양한 프린터가 출시되었고, 화면을 이용한 영상 출력 기술도 비약적으로 발전하였다. 모니터는 출력할 자료를 미리 화면으로 볼 수 있게 해 주고, 플로터는 설계도면 등을 출력해준다.