CPU, 메모리 그리고 프로그램
우리가 작성한 프로그램은 어떻게 실행 되는 것일까요?
프로그램이 실행되는 과정을 이해하기 위해서는 컴퓨터의 동작 원리를 알아야 합니다.
컴퓨터 핵심 부품인 CPU와 메모리에 대해서 살펴보고 프로그램이 어떻게 동작하는지 설명 드리겠습니다.
CPU는 중앙처리장치(central processing unit)의 약자로, 다양한 명령어(instruction)를 이해하며, 이러한 명령어를 통해 산술연산, 논리연산, 메모리 접근 등의 작업을 처리합니다.
메모리는 전자적으로 정보를 저장하는 컴퓨터 부품으로, CPU가 처리하는 데이터와 프로그램을 저장하는 곳입니다. 메모리는 크게 주기억장치와 보조기억장치로 나뉩니다. 주기억장치는 전원을 끄면 데이터가 사라지지만, CPU가 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 장점이 있습니다. 반면 보조기억장치는 전원을 꺼도 데이터가 유지됩니다.
CPU와 메모리로 이루어진 컴퓨터 아키텍트를 폰 노이만 구조라고 합니다.
CPU는 메모리로부터 명령어와 데이터를 읽어와 처리하는데 이때 메모리의 주소와 데이터를 레지스터에 저장해놓고, 명령어를 해독하여 적절한 연산을 수행한 후에 결과값을 다시 메모리에 저장합니다.
좀 더 쉽게 설명 드리자면, 메모리는 컴퓨터가 일을 하기 위해 필요한 정보가 저장되는 곳으로 예를 들어 수학 문제를 푼다면 문제나 답이 메모리에 저장되어 있습니다. CPU는 그 정보를 메모리에서 읽어와서 수학 문제를 풀고 결과를 메모리에 다시 저장하게 됩니다. 그렇게 메모리와 CPU가 계속해서 정보를 주고 받으면서 일을 수행하게 됩니다.
프로그램 실행 순서를 좀 더 자세히 알려드리겠습니다!
- 프로그램이 저장되어 있는 메모리에서 CPU가 프로그램 명령어를 읽습니다.
- CPU는 읽어들인 명령어를 해독하여 해당 명령어가 수행할 연산과 그에 필요한 데이터를 레지스터(register)에 저장합니다.
- 연산이 수행되는 동안에는, 다른 명령어가 실행되기 전에 해당 명령어에서 사용된 데이터 값을 레지스터에 유지합니다.
- 연산이 완료되면, 결과값이 메모리에 다시 저장됩니다.
- 다음 명령어를 실행하기 위해 CPU는 메모리에서 다시 명령어를 읽어들입니다.
- 이와 같은 과정을 일정한 주기로 계속 반복하여 프로그램을 실행합니다.
조금 어려울 수 있는 개념일 수 있지만 CPU와 메모리의 동작 방식을 이해함으로서 코드를 좀 더 효율적으로 작성 할 수 있습니다.
이제 컴퓨터 기본 개념에 대해서는 어느 정도 파악을 하였으니 실제 코딩을 해보며 코딩의 재미를 느껴보시죠!
앞으로 비주얼 코딩의 한 종류인 블록코딩(스크래치) 스킬을 알려드리도록 하겠습니다.
감사합니다.