컴퓨터구조
메모리와 디스크의 차이점
제공해주신 자료에 따르면, 컴퓨터의 핵심 구성 요소에는 CPU, 메모리, 디스크, 그리고 입출력(I/O)이 포함됩니다. 이 중 메모리와 디스크는 둘 다 데이터를 저장하는 장치이지만, 몇 가지 중요한 차이점이 있으며, 이러한 차이점은 컴퓨터 구조 및 운영체제 맥락에서 중요하게 논의됩니다.
자료에서 설명하는 메모리와 디스크의 차이점은 다음과 같습니다.
저장 방식 및 휘발성
- 디스크는 데이터를 반영구적으로 저장합니다. 컴퓨터를 껐다가 켜도 디스크에 저장된 데이터는 그대로 유지됩니다. 데이터는 주로 파일 형태로 저장됩니다.
- 메모리는 데이터 저장이 휘발성입니다. 컴퓨터를 끄면 메모리에 저장된 데이터는 사라지거나 지워집니다. 데이터는 파일 형태가 아닌 "어떤 데이터" 형태로 저장됩니다.
역할 및 위치
- 디스크는 프로그램 자체를 파일 단위로 저장하는 곳입니다. 프로그램의 크기가 클 수 있습니다 (수십 메가에서 기가까지).
- 메모리는 디스크와 CPU 사이에서 데이터를 잠깐 저장하는 역할을 합니다. 프로그램이 실행되려면 디스크에 저장된 파일 형태의 전체 명령어가 CPU까지 올라와야 하지만, 프로그램 전체가 한 번에 메모리에 올라올 수는 없습니다. 대신, 프로그램의 일부분 데이터가 메모리로 적재되고, 메모리에 적재된 데이터 중 순서에 따라 CPU로 올라가 계산되며, 그 결과가 다시 메모리에 받아져 연산이 수행되는 과정이 발생합니다. 즉, 메모리는 실행 중인 프로그램의 현재 필요한 데이터를 임시로 올려두는 공간입니다.
주요 성능 지표
- CPU는 주로 속도(헤르츠)로 성능을 이야기하는 반면, 메모리와 디스크는 주로 크기(용량)로 성능을 이야기합니다. (물론 둘 다 속도도 가지고 있다고 언급됩니다).
이러한 메모리와 디스크의 차이점은 컴퓨터 구조 및 운영체제라는 더 큰 맥락에서 매우 중요한 의미를 가집니다.
컴퓨터 구조 및 운영체제 맥락에서의 중요성
컴퓨터 구조
컴퓨터 구조는 CPU, 메모리, 디스크와 같은 하드웨어 구성 요소들이 어떻게 설계되고 서로 상호작용하는지를 다룹니다. 메모리가 디스크보다 훨씬 빠르기 때문에 (자료에서는 속도 차이를 명시적으로 비교하지는 않지만, 메모리의 역할 설명에서 유추 가능함), 느린 디스크에서 직접 데이터를 가져오는 것보다 빠른 메모리에 필요한 데이터를 미리 올려두고 CPU가 메모리에서 데이터를 가져오는 구조로 설계됩니다. 휘발성이라는 메모리의 특징과 반영구적이라는 디스크의 특징은 데이터를 어디에 어떻게 저장하고 관리할 것인가에 대한 기본적인 구조적 설계를 결정합니다.
운영체제
운영체제(예: 윈도우, 리눅스)는 이러한 하드웨어 자원들을 효율적으로 관리하는 기반 프로그램입니다. 운영체제는 디스크에 저장된 프로그램 파일을 메모리로 적재하고 (메모리 관리), CPU가 실행할 명령어나 데이터를 메모리에서 가져오도록 하며 (프로세스 관리 및 스케줄링), 디스크에 데이터를 읽고 쓰거나 파일을 관리하는 역할(파일 시스템 관리)을 수행합니다. 메모리의 제한된 용량과 휘발성 때문에 운영체제는 어떤 데이터를 메모리에 올리고 (적재), 더 이상 필요 없는 데이터는 언제 메모리에서 내릴지, 혹은 디스크로 옮길지 등을 결정하는 복잡한 작업을 수행합니다. 자료에서도 컴퓨터 구조 및 운영체제를 공부한다는 것은 "이것의 각각의 이디스크 에서 발생된 일들 돈 메모리에서 발생된 1 딜", "어떤 데이터를 시피 올려야 되고 어떤 데이터는 이제 내리고"와 같은 내용을 더 자세히 살펴보는 것을 포함한다고 언급합니다.
따라서 메모리와 디스크의 기본적인 차이점(휘발성 vs. 반영구적, 임시 저장 vs. 파일 저장)을 이해하는 것은 컴퓨터 시스템이 데이터를 어떻게 처리하고 저장하는지에 대한 근본 원리를 파악하는 데 필수적이며, 운영체제가 이러한 하드웨어 자원을 어떻게 관리하고 활용하여 프로그램 실행을 가능하게 하는지를 이해하는 첫걸음이 됩니다.
