컴퓨터 기초과정입니다.
컴퓨터 기초 - 하드웨어와 소프트웨어, 운영체제의 이해
(1) 하드웨어와 소프트웨어의 개념
컴퓨터의 구성요소는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 구분해 볼 수 있습니다. 소프트웨어는 컴퓨터에서 돌아가는 프로그램이나 데이터 형식과 같이 눈으로 볼 수 없는 정보 및 데이터를 말하며, 하드웨어는 소프트웨어와는 정반대인 개념으로 물리적인 개체들을 총칭하는 것입니다. 즉, 독자들이 컴퓨터에서 한글이나 엑셀과 같은 프로그램을 사용하고 있는 경우, 전원을 켜고, 자판을 치는 등의 물리적인 대상이 하드웨어가 되는 것이고, 모니터의 화면을 통해 작업하는, 작업의 중개인 역할을 하는 "내용"들이 소프트웨어입니다.
(2) 하드웨어의 구분
이것을 눈으로 보이는 개체 덩어리로 다시 구분하면, 본체와 그 밖의 주변기기로(모니터, 키보드, 마우스, 프린터 등등) 구분합니다.
여기서는 나머지 주변기기들은 하나 하나가 독립적인 기능을 수행하므로 수리나 교체 및 시각적 이해가 쉬우므로 본체에 있는 하드웨어 구성에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
(3) 본체를 이루는 요소들
① 메인보드(Main Board)
본체에 부착된 각각의 하드웨어들을 꼿고 사용할 수 있는 기판을 말합니다. 기존에는 보드 자체에 특별한 기능이 없어서 마더보드라고도 불렸었는데, CPU, RAM등이 기본적으로 부착되며 모뎀 등의 주변기기를 부착하기 위한 슬롯(Slot)이 있습니다.
보드의 형태에 따라(Pentium PC를 기준으로) AT보드, BX보드, LX보드로 구분하는데 각각의 보드들은 전원 연결장치와 각종 포트의 위치 및 CPU 홀더 형태가 틀리므로 컴퓨터를 업그레이드하고자하는 사용자는 케이스와 함께 신경을 써야하는 부분입니다.
② CPU(Central Processing Unit)
CPU란 컴퓨터의 두뇌(물리적인 뇌)에 해당하는 핵심부분으로 명령어의 인식․해독과 실행을 제어하며 연산처리를 수행하므로 중앙 연산처리장치라고 합니다.
인텔의 Slot형 펜티엄Ⅲ CPU입니다. socket 형 CPU입니다.
각각의 보통 컴퓨터의 성능을 말할 때 386, 486등으로 불리게 되는데 인텔에서 만든 80386, 80486에서 이름을 따서 붙인것이며 요즘 많이 사용하는 펜티엄 또한 그렇습니다. 현재는 펜티엄 PC가 일반화되어 연산처리속도를 말하는 Mhz로 펜티엄 350, 펜티엄 400 등으로 성능을 구분하고 있습니다. 인텔의 CPU가 전 세계 시장을 석권하고 있기는 하지만 AMD나 사이릭스등 저가, 고성능 CPU를 만드는 회사들이 있습니다. 만약 저가의 조립 컴퓨터를 원한다면 CPU의 성능 뿐 아니라 제조회사도 문의하는 것이 좋습니다.
③ 주기억장치 RAM(Random Access Memory)
주기억 장치인 Ram은 휘발성 메모리로서 프로그램이 작업하는 공간입니다. Ram을 휘발성 메모리라고 부르는 이유는 전기신호로 데이터를 전송, 저장하므로 작업속도는 빠르지만 전원이 꺼지는 경우 전기신호로 저장된 데이터가 모두 지워지기 때문이며,
메모리는 읽을 수만 있는 ROM(Read Only Memory)과 RAM이 있으며, RAM은 다시 Static RAM(S램)과 Dynamic RAM(D램)으로 나뉘며 S램은 D램에 비해 집적도는 떨어지지만 전원이 계속 들어오는 동안 시간에 관계없이 기억된 데이터를 계속 유지할 수 있는 특징이 있습니다.
Memory Bank라고도 불리는 Socket입니다. 좌측이 72핀용, 우측이 168핀용 입니다.
램은 핀 수에 따라(꼿아서 쓸수 있는 socket의 핀) 30핀, 72핀, 168핀으로 구분하고 있는데, 현재의 추세는 168핀 사용으로 가고 있으며 램의 용량에(저장용량) 따라. 8M byte, 16M byte, 32M byte, 64M byte, 128M byte 등으로 나뉩니다.
모든 램이 호환하여 사용할 수 있는 것이 아니므로 업그레이드를 원하는 사용자는 자신의 컴퓨터에 사용되던 램을 알아두어야 합니다.
④ 보조 기억 장치
주기억 장치인 Ram은 전기신호로 정보를 전달하는 만큼 속도가 빠른 반면 전원이 끊어지면 내용이 모두 지워지기 때문에 보조 기억장치(자기디스크, 자기테이프, 광디스크 등)가 필요합니다. 보조 기억장치에 저장된 내용은 일부러 지우지 않는 한 계속 보존되며 주기억 장치에 비해 속도가 느리다는 단점이 있지만, 가격은 비교적 싼편입니다.
4-1. Hard Disk Drive
대표적인 보조기억 장치인 HDD는 보통 GB급 용량을 많이 사용하는데, 자기 디스크 여러장으로 구성되며, 고속회전시 저항을 줄이기 위해 진공상태로 겉 케이스를 밀봉합니다. 정보 저장방법은 Turn Table을 생각하면 됩니다. 얇은 알루미늄 원반에 자석가루를 곱게 뿌리고 이 자석가루의 N극, S극 방향에 따라 전기신호와 같은 0과 1로 구분하는 것이지요.
물론 이 자석가루들을 정렬 방향을 읽기 위해 디스크 드라이브 핀이(Turn Table Pin과 같은 역할) 존재합니다. 자세한 구조와 구동방법은 뒤에서 살펴보겠습니다.
하드디스크 드라이버의 외부, 내부그림입니다.
4-2 Floppy disk drive
왼쪽이 3.5inch, 오른쪽이 5.25inch FDD 그림입니다.
크기와 저장용량에 따라 3.5인치(Inch), 1.44MB와 5.25인치 1.2MB로 구분하지만, 국내에서는 현재 5.25인치는 거의 사용되지 않습니다.
4-3 CD-ROM과 DVD-ROM
일반 CD-ROM(왼쪽)과 DVD-ROM(오른쪽)
즉, 플라스틱 판에 반사체 코팅을 하고 다시 불순물을 뿌려 광선의 굴곡을 유도한 것입니다.
그림에서 볼 수 있는 것 처럼 일반 CD-ROM과 DVD(Digital Video Disc)-ROM은 외형상은 특별한 차이가 없으며, 레이저 광선에 의한 데이터 읽기라는 것은 동일하지만, 사용되는 레이저 광선의 파장을 개발하였고, 이 때문에 일반 CD보다 더 조밀한 데이터 저장이 가능해 졌습니다. 또한, 일반 CD가 단층구조인(한면에만 데이터를 저장시킨다는 의미입니다.) 반면에 DVD는 중층구조로서 일반 CD-ROM보다(약 650MB) 약 7배 더 많은 용량을 저장할 수 있는 4.7GB 정도를 저장할 수 있습니다.
현재는 읽을 수 있을 뿐 아니라 공 CD에 직접 데이터를 저장할 수 있는 저가형 CD-RW와 DVD-RW가 선보이고 있습니다.
4-4 ZIP, LS-120, JAZ 드라이브
고용량 플로피 디스크 드라이브라고 할 수 있는 ZIP, LS-120, JAZ는 가격과 성능면에서 차이는 있지만 일반 FDD의 저용량을 개선하면서, 읽을 수만 있는 CD-ROM과 DVD-ROM의 단점을 극복한 차세대 보조기억장치입니다.
zip disk과 zip drive의 그림입니다.
LS-120은 기존의 FDD를 읽고 쓸 수 있으면서 Zip보다 많은 120MB를 저장할 수 있다는 장점이 있습니다. 때문에 '슈퍼 디스크'라고 불리기도 하는데, 기존 FDD와의 범용성을 위해 제작된 때문에 데이터 읽고 쓰기 속도가 조금 느리다는 단점이 있습니다.
jaz는 그 구조상 플로피 디스크드라이브라기 보다는 HDD에 가깝습니다. 가격이 비싸다는 단점만 빼고는 1 - 2GB의 저장용량과 빠른 속도 때문에 많은 사랑을 받고 있습니다.
고용량 고속도를 자랑하는 Jaz 디스크와 드
라이브 그림입니다.
⑤ 네트워크 장비
네트워크 장비란, 컴퓨터를 두 대 이상 연결하여 컴퓨터간 데이터를 주고 받거나 인터넷 서비스를 받을 수 있도록 도와주는 장비를 말합니다. 물론, Router나 HUB와 같은 조직차원의 전문장비들도 있지만, 본 항에서는 여러분이 사용하는 Personal Computer에 국한하여 설명하겠습니다.
MODEM(MOdulation DEModulation) : 현재에도 가장 많은 일반사용자들이 통신연결과 인터넷 서비스를 위한 연결매체로 사용하는 장비입니다. 가격도 저렴하며 일반 전화선을 통해 약 56KBps의 전송속도를 가집니다.
ADSL(Asymmetric DSL, 비대칭 디지털 가입자 회선)은 기존의 전화선을 이용해서 다운(Down :내려받기)시에는 약 8MBps, 업로드(UP-LOAD : 파일 올리기)시에는 약 800KBps의 속도를 낼 수 있는 전송방법입니다. 이렇게 파일을 받고, 올리는데 차이기 나기 때문에 '비대칭 디지털 가입자 회선'이라는 이름이 붙었으며, ADSL 서비스를 받기 위해서는 ADSL Modem을 추가로 구입해야 합니다.
ISDN(Integrated Service Digital Network / 종합정보통신망)
ISDN은 한때, 차세대 인터넷 연결매체로 기대를 모았었으나, 서비스 지원의 미비와 기술상의 한계 때문에 현재는 그리 인기를 받지 못하고 있습니다. 기존의 전화선을 이용한 통신시에 전화사용이 불가능하다는 단점을 보완하고자 두 개의 64KBps 회선을 사용하여 디지털 전화와 통신, 인터넷 사용을 동시에 처리할 수 있도록 했습니다.
설치시에는 디지털 전화기의 유무, 통신시에 128KBps를 모두 사용할 것인가에 따라 약간의 차이가 있지만 외부 연결용 단말기와 ISDN용 Card를 구매 또는 임대하여야 합니다.
isdn card와 외부 연결용 단말기의 그림입니다.
케이블 모뎀
기존의 케이블 tv 망을 이용해 두루넷에서 인터넷 연결 서비스를 시행하고 있습니다. 전송속도가 불규칙하고 케이블 TV 망이 구축된 지역에 제한되어 서비스 한다는 단점은 있지만, 기전 전화선이나 ISDN에 비해 수백배 빠른 연결속도를 자랑합니다.
설치시 케이블 모뎀은 필수이며, 이전에 Cable TV를 시청하지 않던 가정은 추가 설치비가 들어갑니다.
⑥ 그 밖의 하드웨어
Sound Card
컴퓨터에 연결된 매체를 통해 음악을 듣거나 TV 음향을 들을 수 있도록 해주는 장비입니다. 사운드 카드별 성능차이는 크게 문제되지 않지만, 인터넷 폰의 사용이 점차 증가되는 요즈음은 성능 좋은 사운드 카드가 필수가 되어 가고 있습니다.
VGA Card
(4) 운영체제의 이해
① 소프트웨어의 종류
프로그램으로 영화를 감상하는 그림입니다.
Grapic Editor를 이용해 그림 및 사진을 편집하는 그림입니다.
인터넷 서비스를 받을 수 있는 웹 브라우저를 이용하는 그림입니다.
대표적인 Word Processor인 한글을 이용해서 문서를 작성하는 그림입니다.
그 중 운영체제(Operating System)는 일반 소프트웨어와는 달리 다른 Soft Ware와 Hard Ware를 통제/관리한다는 의미에서 Soft Ware Layer라고 불립니다.
물론 운영체제 역시 프로그램이기 때문에 폴더에 파일형태로 저장되어 있습니다. 여러분 컴퓨터의 C:\windows 폴더가 그것인데, Windows의 경우 교체파일(Swap file)을 유지 관리합니다.(자세한 내용은 뒷 부분에서 설명하겠습니다.)
② 운영체제의 역할과 기능
운영체제는 컴퓨터의 두뇌격인 CPU에 정보를 처리하고 하드웨어를 통제하는 방법 등을 설명한 매뉴얼 또는 뇌에 담기는 '지식'과 같습니다. 즉, 전기 신호로 정보를 연산, 처리하는 CPU는 전원이 꺼지면, 기존의 작업내역과 연결된 주변기기의 사용법을 모두 잃어 버리지만, 다음번 컴퓨터 전원 스위치를 넣을 때, 하드디스크 드라이브에 저장된 Windows가 부팅(Booting)이라는 과정을 거치면서 CPU의 지난작업내역과 앞으로 할 일, 할 수 있는일을 알려줌으로써, 정상적으로 사용자의 명령을 수행할 수 있도록 해 주는 것입니다.
운영체제의 기능을 이해하기 쉽게 3가지로 분류하면
* 첫째, 가상기계(virtual machine) 기능입니다.
여러분이 테트리스 게임을 하고 있다고 가정할 때 모니터에 보이는 떨어지는 꺽긴 막대들이 실제로 모니터의 스크린 뒤에서 떨어지고 있지는 않지요? 한글 작업을 할 때도 마찬가지입니다. 눈에 보이지 않는 펜이 여러분이 두드리는 키보드 자판대로 사용자가 눈으로 보고 판단 할 수 있도록 없는 현실을 마치, '있는 것'처럼 "사용자를 위해" 꾸며주는 것입니다.
* 둘째, 소프트웨어 통제/관리 기능입니다.
오류 없이 정상적으로 한글 프로그램이 설치되어 있다면, 여러분은 아무 걱정 없이 Word 작업을 하고 있을 것입니다. 하지만, 그 컴퓨터에 저장된 수많은 프로그램들간 정보를 교환하고, 서로 방해되지 않도록 프로그램을 실행, 유지시켜 주는 것이 운영체제의 역할입니다.
* 셋째, 하드웨어 통제/관리 기능입니다.
여러분이 프린터를 하는 모습을 연상해 보세요. 석장의 프린터물이 한 장에 모두 덮어쓰기해서 나오지도않고, 순서가 뒤바뀌어 나오지도, 화면에 보던 것과는 다른 엉뚱한 글꼴과 내용으로 나오지 않을 것입니다. 즉, 누군가가 여러분의 컴퓨터에 연결된 프린터를 정상적으로 가동하도록 자료의 전송속도, 프린터 속도, 다음 장에 프린트하기 등 등을 통제 / 관리하고 있다는 것이 이해가 가실 것입니다. 바로, 이러한 기능들이 바로 운영체제인 Windows 98의 기능인 것입니다.
③ 운영체제의 종류는?
전세계의 80% 이상의 컴퓨터에서 돌아가는 운영체제는 마이크로 소프트사에서 만든 IBM 호환 PC용 운영체제입니다. Windows 전에는 마이크로 소프트의 DOS(Disk Operating System)가 사용되었으며 이 외에 IBM에서 만든 32비트 운영체제인 OS/2와 미니컴이나 워크스테이션용의 UNIX(AT&T사), 범용컴퓨터용의 MVS(IBM사)등이 있습니다.
DOS 운영체제에서 바이러스 백신 프로그램을 실행시킨 그림입니다.
④ Windows 운영체제의 발달 과정
Windows 1.0 - 1985년
윈도우의 최초 버젼입니다. MS-DOS의 문자 방식의 컴퓨터 접근에서 벗어나 GUI를 최초로 시도하였으나 도스의 문제점이 메모리관리와 하드웨어의 인식도가 낮았기 때문에 그리 큰 호응은 얻지 못했습니다.
Windows 2.0 - 1987년
컴퓨터 CPU의 32비트화, 고용량 하드디스크, 컴퓨터 하드웨어 산업의 빠른 성장 등의 영향을 받아 286용과 386용을 따로 발표하하였습니다. 1.0의 메모리 문제 등을 해결하고, 멀티테스킹(다중작업)을 지원하는 등의 일반에 많이 사용된 3.0, 3.1 version의 기틀이 되었습니다.
Windows 3.0 - 1990년
기존의 운영체제 시장에 파란을 일으킨 작품으로 전 세계에 1천만 카피 이상이 판매되었다고 합니다.
Windows 3.1 - 1992년
트루 타입 폰트 지원, 보다 많은 디바이스 드라이버 및 환경 지원, 인터페이스의 개선 등을 대표적인 변화로 꼽을 수 있으며 3.0 버전의 인지도로 하드웨어, 소프트웨어 제조회사에서 윈도우용 제품들을 생산하기 시작했기 때문에 일반에 많은 편의를 가져다 주었습니다.
Windows 95 - 1995년
기존의 하드웨어의 불완전한 관리를 벗어나 하드웨어의 세밀한 부분까지 관리하게 됨으로써 사용자의 편의를 극대화 하였습니다. 물론 Windows 95가 범 세계적인 운영체제로서 각광을 받은 이면에는 하드웨어의 발전, 미국내 전자회사들의 교류.협조 및 시장관리가 있다고 할 수 있습니다. 아래의 Win98 까지 OSR Version으로 1.0, 2.0이 있지만, 이것은 Win95의 버그를 수정하고 각종 Utility를 포함한 Win95와 Win98의 중간단계의 운영체제였습니다.
Windows 98
Windows의 마지막 버전이라고 할 수 있다. 마이크로소프트사는 2000년 내에 Windows NT 기반의 일반 사용자용 NT 5.0 version을 출시할 것이라고 합니다. (가칭 Windows 2000)
많은 사람들이 Windows 98을 멤피스(Memphis)라고 불러왔는데 이것은 발표된 버전 명이 아니라 마이크로소프트사 내부에서 진행된 내부 코드이름입니다.
⑤ Booting의 이해
부팅(Booting)은 Boot-up에서 따온 말로 장화끈을 매다. 시작하다. 준비를 마치다라는 개념입니다. 즉, 지난 작업으로 쓰레기 정보가 꽉찬 CPU를 정리하고, 하드웨어가 이상 없는지, 소프트웨어에 이상은 없는지를 점검하고 휘발성 메모리인 램에 사용자의 개인설정을 다시 입력하여 명령을 수행할 준비가 완료되는 단계를 말하는 것입니다.
일반 IBM 호환 컴퓨터는 크게 3단계의 부팅과정을 갖습니다.
1)전원 스위치를 켜면 CPU는 롬 바이오스(ROM BIOS)을 찾아 여기에 기록되어 있는 사항들을 검사하고 이와 동시에 모니터에는 롬 바이오스 상태를 보여줍니다. 메모리(MEMORY) 용량이 표시됩니다.
* 롬 바이오스란 - BIOS는 Basic Input Output System의 약어로서 전원이 나가서 깡통인 CPU에게 가장 기본적인 정보(하드웨어 구성, 하드디스크 시스템 파일의 위치와 읽는 방법, RAM에 쓰는법 등을 기술한 일종의 매뉴얼 입니다. 컴퓨터를 처음 부팅할 때부터 전원을 끌 때까지 모든 컴퓨터의 흐름을 제어하는 기능을 수행하는데, 시스템을 자기진단하여 고장 유무를 판단해 주며 한편 디스크드라이버, 모니터,키보드 등과의 기본적인 연결고리를 만들어 주는 역할을 합니다.
컴퓨터에 전원을 넣으면 컴퓨터가 작동하기 위해 DOS(disk operating system)나 응용소프트웨어를 인식하기 위해 이러한 소프트웨어가 저장된 디스크 드라이브들과 각종 연결포트 및 입.출력 장치를 점검합니다. 만일 이상이 있다면 경고음과 함께 에러 메시지를 화면에 출력하고 부팅과정은 멈춥니다.
2)주변 장치에 이상이 없으면 부트 프로그램은 A드라이브를 검색해서 운영체제를 불러 오려는 시도를 합니다. 만일 드라이브에 디스크가 들어있다면 이 디스크에서 IO.SYS 와 MSDOS.SYS 등 도스의 시스템 파일을 찾고 들어 있지 않다면 바로 하드디스크를 검색합니다.(이러한 부트 옵션은 롬-바이오스에서 설정할 수 있습니다.)
하드 디스크에서 시스템 파일을 찾았다면 이 파일을 메모리로 복사합니다. 이제부터는 시스템 초기화로 알려진 IO.SYS 가 나머지 부팅과정을 처리합니다.
3) MSDOS.SYS파일은 파일을 관리하고 프로그램을 실행 시키면 하드웨어 인터럽트 (INTERRUPT)를 제어하는 역할을 합니다. IO.SYS는 하드디스크의 루트 디렉토리에서 CONFIG.SYS 파일을 찾아 이에 들어 있는내용을 MSDOS.SYS에 알려주며 메모리 사용구조 등을 결정합니다. MSDOS.SYS는 도스 명령해석기인 COMMAND.COM을 불러 들입니다.
어려운 부분이기는 하지만 컴퓨터의 부팅 과정에 필요한 파일로 IO.SYS, MSDOS.SYS, COMMAND.COM 등 3개의 파일이 꼭 필요하다는 것만 알고 있어도 됩니다.