## 컴퓨터란

- 컴퓨터란 데이터를 입력받아 처리한 후 결과를 출력하는 기계이다
- 컴퓨터는 입력 장치, 출력 장치, 중앙 처리 장치, 기억 장치로 구성된다
- 입력 장치 : 키보드, 마우스, 스캐너 등
- 출력 장치 : 모니터, 프린터 등
- 중앙 처리 장치 : CPU
- 기억 장치 : RAM, HDD 등

### 데이터


- 데이터란 컴퓨터가 인식할 수 있는 형태로 표현된 신호의 집합이다
- 컴퓨터에 저장된 데이터는 0과 1로 표현된다 (2진수)
- 0과 1을 표현하는 최소 단위를 비트(bit)라고 한다
- 8개의 비트를 모아 표현하는 단위를 **바이트(byte)**라고 한다
- 1byte = 8bit
- 8bit는 1byte이다
- 바이트는 데이터를 표현하는 최소 단위이다

> 데이터 단위
>
> | 단위 | 크기 |
> |---|---|
> | bit | 0 또는 1 |
> | byte | 8bit |
> | KB | 1024byte |
> | MB | 1024KB |
> | GB | 1024MB |
> | TB | 1024GB |
> | PB | 1024TB |

### 컴퓨터 구성의 3요소


- CPU (중앙 처리 장치)
- 컴퓨터의 두뇌
- 컴퓨터에서 수행하려는 작업에 대한 모든 지침과 데이터를 처리

- RAM (Random Access Memory)
- 임시 작업 공간
- 프로그램이나 파일을 열면 작업하는 동안 빠르게 액세스할 수 있도록 RAM에 저장된다
- RAM이 많을수록 컴퓨터 속도 저하 없이 더 많은 프로그램과 파일을 동시에 사용할 수 있다

- HDD (Hard Disk Drive)
- 저장 창고
- 컴퓨터가 꺼져 있을 때에도 모든 파일, 문서, 사진, 비디오 및 프로그램을 저장
- 액세스해야 할 때 더 빠른 액세스를 위해 하드 디스크의 데이터가 RAM으로 복사 또는 로드된다

#### 이해를 돕는 컴퓨터 비유

- CPU (중앙 처리 장치)

- 분주한 주방의 숙련된 요리사와 같다
- 셰프는 고객(사용자 입력 또는 작업)으로부터 주문(지침)을 받아 이를 처리하고 요리 준비(계산)를 신속하고 효율적으로 조정한다
- 셰프의 전문성과 속도에 따라 요리가 얼마나 빠르고 효과적으로 준비되는지가 결정된다.

- RAM( Random Access Memory)
- RAM은 식사를 준비하는 동안(작업 수행) 재료(데이터)를 임시로 배치하는 주방의 조리대 또는 작업 공간과 같다
- 더 큰 조리대는 요리사가 재료를 치우거나 재배치할 필요 없이 동시에 여러 요리를 작업할 수 있게 하여 보다 효율적인 요리 과정을 제공한다.

- HDD (Hard Disk Drive)
- 하드 디스크는 모든 재료(파일, 문서 및 프로그램)가 필요할 때까지 저장되는 레스토랑의 식료품 저장실 또는 창고와 같다
- 요리사(CPU)가 재료를 필요로 할 때 식료품 저장실(하드 디스크)에서 가져와 사용을 위해 조리대(RAM)에 놓는다
- 식품 저장실의 크기에 따라 저장할 수 있는 양이 결정되며, 식품 저장실에 접근하는 요리사의 효율성은 요리 과정의 전체 속도에 영향을 미친다

## 프그램과 프로세스


- 프로그램 : 컴퓨터에서 실행할 수 있는 명령어의 집합
- 프로세스 : 실행 중인 프로그램

> 실행중이지 않은 프로세스는 단지 데이터 및 코드의 집합일 뿐이다

### 프로그램 생성 및 실행 과정

1. 프로그래밍 언어(Java, C, C++ ...)로 코드를 작성한다
2. 작성된 코드를 컴파일러를 통해 기계어로 변환한다. 변환된 기계어는 실행 파일 또는 실행 가능한 파일, 프로그램이라고 한다
3. 사용자가 (또는 다른 프로세스가) 프로그램을 실행시킨다
4. 프로그램이 메모리(RAM)에 적재된다. (Loading)
5. CPU가 메모리에 적제된 프로그램의 명령어를 하나씩 실행한다

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- 메모리는 작업 처리에 필요한 데이터와 명령을 저장하는 저장 시스템이다
- 메모리는 바이트 단위로 구성되며, 각 바이트는 각각 **고유한 주소**를 가진다

### 프로세스 메모리 구조


- 코드 영역 (Code Area)
- 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역
- CPU는 코드 영역에 저장된 명령어를 하나씩 가져가서 처리한다
- 데이터 영역 (Data Area)
- 프로그램의 전역 변수와 정적 변수가 저장되는 영역
- 프로그램의 시작과 함께 할당되며, 프로그램이 종료되면 소멸한다
- 스택 영역 (Stack Area)
- 함수의 호출과 관계되는 지역 변수와 매개변수가 저장되는 영역
- 함수의 호출과 함께 할당되며, 함수의 호출이 완료되면 소멸한다
- 힙 영역 (Heap Area)
- 사용자가 직접 관리할 수 있는 메모리 영역
- 사용자에 의해 메모리 공간이 동적으로 할당되고 해제된다