[OS] CPU와 메모리 구조

CPU(Central Processing Unit, 중앙 처리 장치)는 '컴퓨터의 뇌' 역할을 하며,

컴퓨터에서 프로그램을 실행하는 데 필요한 연산을 처리하고 수행한다.

다른 말로 프로세서라고도 한다.

 

메모리는 데이터를 저장하기 위한 기억장치로,

휘발성 메모리인 주 기억장치와 비휘발성 메모리인 보조 기억 장치가 있다.

주 기억장치는 메인 메모리를 의미하며 일반적으로 RAM을 가리킨다.

보조 기억장치는 SSD(Solid State Drive), HDD(Hard Disk Drive) 등이 해당한다.

메모리는 CPU에서 빨리 접근할 수 있도록 아래와 같이 계층 구조로 나뉜다.

메모리의 계층 구조

 

• 레지스터
  • CPU가 사용자 요청을 처리하는 데 필요한 데이터를 임시로 저장하는 기억장치
  • CPU 내부에 존재하며 접근 속도가 빠름
• 캐시
  • CPU와 RAM 사이의 속도 차이를 해결하기 위한 기억 장치
  • CPU 내부에 위치하며 접근 속도가 레지스터 다음으로 빠름
• RAM
  • 컴퓨터에서 프로그램을 실행할 때 필요한 정보를 저장함
  • CPU에서 접근 속도가 하드 디스크보다 빠르고, 휘발성 기억장치임
  • 보통 메모리라고 할 때 RAM을 의미하는 경우가 많음
• 하드 디스크
  • 사용자가 필요한 데이터와 프로그램을 저장하고, 비휘발성 기억장치임

 

프로그램을 실행하면 디스크에 있는 프로그램을 메모리로 로드한다.

메모리에 로드한 프로그램을 프로세스라고 하며, CPU가 처리한다.

CPU는 하나의 프로세스만 처리할 수 있어서 멀티 프로세스 환경에서는 OS가 스케줄링을 통해 CPU에 프로세스를 할당한다.

 

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참고

 

이수진, 「기술 면접 대비 CS 전공 핵심요약」, 도서출판 길벗, 2023, p.19