2026 컴활 2급 필기 1과목 1-4장 | 컴퓨터 하드웨어 — 핵심 이론

필기 · 핵심 이론

이 장은 CPU·주기억장치·보조기억장치·입출력장치·인터페이스를 한 구조로 연결합니다. 장치 이름을 개별 암기하는 데서 끝내지 않고, 실행 중 데이터가 어디에 놓이고 어떤 경로로 이동하는지 설명할 수 있어야 합니다.

이 장의 학습 순서

• CPU의 세 구성과 명령 처리
• RAM·ROM·캐시의 역할
• SRAM·DRAM과 메모리 특성
• SSD·HDD와 저장장치
• 주변장치와 인터페이스

1. CPU의 세 구성과 명령 처리

중앙처리장치(CPU)는 명령을 해석하고 연산을 수행합니다. 제어장치는 명령 수행 순서를 제어하고, 연산장치는 산술·논리 연산을 처리합니다. 레지스터는 CPU 내부에서 주소·명령·중간 결과 등을 잠깐 보관하는 빠른 기억 공간입니다.

프로그램 카운터는 다음에 처리할 명령의 주소와 관련되고, 명령 레지스터는 현재 명령을 보관하는 역할로 설명합니다. 클록은 동작 타이밍의 기준이지만 클록 숫자 하나로 모든 CPU의 실제 성능을 단정할 수는 없습니다. 코어 수와 구조, 메모리·저장장치의 병목도 영향을 줍니다.

2. RAM·ROM·캐시의 역할

RAM은 실행 중인 프로그램과 데이터를 올려두는 주기억장치로 일반적으로 휘발성입니다. ROM은 전원 없이도 내용을 유지하는 비휘발성 메모리로 부팅 관련 코드 등을 보관하는 사례가 있습니다. RAM이 커지는 것과 저장장치의 파일 용량이 커지는 것은 다른 변화입니다.

캐시는 CPU와 주기억장치 사이의 속도 차이를 줄이는 데 사용됩니다. 가까운 곳에 자주 쓰는 자료를 보관해 접근 시간을 줄이는 원리입니다. 일반적인 속도 계층은 레지스터→캐시→주기억장치→보조기억장치로 이해하되 제품별 절대 수치를 암기하는 설명과 구분합니다.

3. SRAM·DRAM과 메모리 특성

SRAM은 전원이 공급되는 동안 별도의 재충전이 필요하지 않은 방식이며 캐시의 대표적 구현입니다. DRAM은 저장 정보를 유지하기 위해 재충전이 필요하고 주기억장치의 대표적 구현입니다. S와D를휘발성·비휘발성의구분으로외우면안됩니다. 둘 다 일반적으로 휘발성입니다.

메모리 접근 방식과 용량·속도·비용은 함께 비교합니다. RAM이라는 이름의 임의 접근은 어느 위치든 직접 접근할 수 있다는 의미이지, 자료가 무작위로 저장된다는 뜻이 아닙니다. 시험에서는 접근 방식과 보존 특성을 섞은 선택지를 조심합니다.

4. SSD·HDD와 저장장치

HDD는 회전하는 자기 디스크에, SSD는 반도체 메모리에 자료를 저장하는 대표적인 보조기억장치입니다. SSD는 일반적으로 기계적 회전 부품이 없고 임의 접근에 유리하지만, 모든 제품의 속도·수명·가격을 단일한 고정값으로 단정하지 않습니다.

광디스크·USB 메모리·메모리카드도 용도와 기록 방식이 다릅니다. 파일 저장 공간이 남아 있어도 RAM이 부족할 수 있고, RAM이 충분해도 저장장치가 가득 찰 수 있습니다. 보조기억장치는 전원을 꺼도 파일을 유지하는 역할이라는 점을 중심으로 구별합니다.

5. 주변장치와 인터페이스

키보드·마우스·스캐너·마이크는 입력장치, 모니터·프린터·스피커는 출력장치의 예입니다. 터치스크린은 표시와 터치 입력을 결합하므로 한쪽 역할만 있다고 단정하지 않습니다. 프린터 해상도의dpi와 화면의 픽셀 수를 같은 지표로 보지 않습니다.

인터페이스는 장치 연결과 통신의 규격입니다. USB는 대표적인 주변장치 연결 규격이고 HDMI는 디지털 영상·음성 전달에 쓰이는 예입니다. 커넥터 모양만 같다고 지원 속도나 기능이 언제나 같은 것은 아니며 장치·케이블·규격을 함께 확인해야 합니다.

핵심 비교표

명령·자료·주소를 어디에 두는지 연결하기

CPU 내부의 이름은 무엇을 저장하는지로 구별합니다. 프로그램 카운터는 다음 명령 주소, 명령 레지스터는 현재 명령, 누산기는 연산 결과 보관의 대표적 설명입니다. 이름에 '기억'이 있다고 모두 파일 영구 저장장치가 되는 것은 아닙니다. 제어와 연산, 저장이라는 역할을 먼저 분리하세요.

버스는 장치 사이에서 자료·주소·제어 신호를 전달하는 통로로 학습합니다. 데이터 버스와 주소 버스를 같은 말로 외우지 않습니다. 하드웨어 성능 문제에서는 대역폭·지연시간·저장 용량이 각각 다른 지표라는 것도 중요합니다. 용량이 크다는 사실만으로 접근 시간이 짧다고 단정하지 않습니다.

문서를 열고 편집하고 저장하는 과정

SSD에 저장된 문서를 열면 프로그램과 필요한 데이터가 주기억장치로 올라오고 CPU가 명령을 처리합니다. 캐시는 자주 쓰는 데이터 접근을 돕고, 레지스터는 명령 수행에 필요한 작은 중간값을 보관합니다. 'SSD에서 편집 중이므로 RAM은 필요 없다'는 설명은 틀립니다.

편집 내용을 저장하지 않은 채 전원이 끊기면 RAM에만 남은 작업 내용은 사라질 수 있습니다. 저장을 완료한 파일은 SSD 같은 비휘발성 저장장치에 남습니다. 자동 저장·복구 기능의 유무는 별도 조건이므로 장치 특성과 혼동하지 않습니다.

원시 이미지가1200×800픽셀이고픽셀당24비트라면1200×800×24÷8=2,880,000바이트입니다. 이것은 압축과 메타데이터를 제외한 계산입니다. 같은 사진의WebP파일크기를이값과같다고단정하지않고, 메모리 표현과 압축 저장의 차이를 구별합니다.

대표 유형을 풀이로 확인하기

풀이 예제 1

CPU의 제어장치가 주로 담당하는 역할은?

제어장치는 명령의 해석과 동작 순서 제어에 관련됩니다. 연산장치의 산술·논리 연산, 저장장치의 장기 파일 보관과 역할을 나누어 이해합니다.

풀이 예제 2

CPU 내부에서 주소·명령·중간 결과를 잠시 보관하는 빠른 기억 공간은?

레지스터는CPU 내부의 작은 기억 공간입니다. 보조기억장치와 달리 명령 실행에 필요한 주소·데이터 등을 매우 가까이 보관합니다. 외부 입력장치와도 구분합니다.

풀이 예제 3

일반적인RAM에 대한 설명으로 적절한 것은?

RAM은 실행 중 작업 데이터를 올려두는 주기억장치이며 일반적으로 휘발성입니다. SSD의 파일 저장 공간과 다르므로 전원 차단과 저장 여부를 함께 생각합니다.

풀이 예제 4

SRAM과DRAM을 비교한 설명으로 옳은 것은?

DRAM은 정보를 유지하기 위한 재충전이 필요하고 SRAM은 일반적으로 별도 재충전이 필요하지 않습니다. 둘을 비휘발성·휘발성의 구분으로 외우면 안 됩니다.

풀이 예제 5

캐시를 두는 대표적인 목적은?

자주 사용하는 자료를 빠르게 접근할 수 있는 곳에 두어 속도 차이를 줄이는 것이 캐시의 대표 목적입니다. 파일의 영구 백업이나 장기 저장과는 다릅니다.

풀이 예제 6

SSD와HDD에 대한 설명으로 적절한 것은?

HDD는 회전하는 자기 디스크, SSD는 반도체 메모리를 사용하는 대표적인 저장장치입니다. 둘 다 일반적으로 비휘발성 파일 보관 역할을 합니다.

풀이 예제 7

입력과 출력의 역할을 함께 가질 수 있는 장치는?

터치스크린은 화면 출력과 터치 입력을 결합합니다. 장치의 이름만으로 입력 또는 출력 한쪽에만 고정하지 말고 실제 기능을 기준으로 분류합니다.

오답을 줄이는 핵심 정리

• SRAM과DRAM은 둘 다 일반적으로 휘발성입니다.
• 캐시는 파일의 영구 백업 장치가 아닙니다.
• CPU 클록만으로 서로 다른 시스템의 전체 성능을 확정하지 않습니다.
• RAM 용량과SSD 저장 용량은 서로 대체하는 용량이 아닙니다.
• 터치스크린은 입력·출력 역할을 모두 가질 수 있습니다.

이해 확인

1. 캐시를 두는 대표 목적은 무엇인가요?

2. SSD의 공간이500GB 남았으므로RAM부족은발생하지않나요?

3. 800×600,24비트 이미지의 원시바이트수는?

다음 학습

이 장의 객관식 15문제에서 개념을 확인하고, 틀린 항목은 위의 비교표와 풀이 예제로 돌아와 다시 정리하세요.