1. 장치별 역할 정리 (도서관 비유)
가장 쉬운 이해를 위해 CPU는 '작업자', **메모리는 '작업 공간'**으로 비유해 보겠습니다.
| 장치명 | 비유 | 설명 |
| CPU | 작업자 (두뇌) | 실제로 계산하고 명령을 내리는 사람입니다. |
| 주기억장치 (Main Memory) | 책상 | CPU가 지금 당장 처리할 데이터를 올려두는 곳입니다. RAM이 여기에 해당합니다. |
| RAM | 책상의 상판 | 읽고 쓰기가 매우 빠르지만, 전원을 끄면 책상 위 물건이 싹 치워지는 휘발성 장치입니다. |
| ROM | 절대 안 지워지는 쪽지 | 전원을 끄셔도 지워지지 않는 비휘발성 장치입니다. 컴퓨터를 켜는 방법이 적혀 있습니다. |
| 보조기억장치 (HDD/SSD) | 창고 (서고) | 엄청나게 많은 데이터를 보관하는 곳입니다. 전원을 꺼도 남지만, 책상(RAM)보다 속도가 훨씬 느립니다. |
결론: 네, 맞습니다! 주기억장치가 바로 Main Memory이고, 우리가 보통 "내 컴퓨터 메모리가 16기가야"라고 할 때 말하는 것이 RAM입니다.
2. 컴퓨터를 켜면 일어나는 일 (부팅 과정)
컴퓨터 전원을 누르는 순간부터 윈도우 바탕화면이 뜰 때까지, 위 장치들이 어떻게 협력하는지 순서대로 보세요.
- 전원 공급 및 BIOS 실행 (ROM의 역할):
- 전원이 들어오면 CPU는 가장 먼저 ROM에 저장된 **BIOS(또는 UEFI)**라는 프로그램을 실행합니다. (비유: 작업자가 출근하자마자 벽에 붙은 '기본 매뉴얼'을 읽음)
- 자체 진단 (POST):
- BIOS는 키보드, RAM, SSD 등이 잘 연결되어 있는지 확인합니다. 삑- 소리가 나며 점검하는 과정입니다.
- 부팅 매개체 찾기:
- 점검이 끝나면 BIOS는 보조기억장치(HDD/SSD) 안에서 운영체제(Windows 등)가 어디 있는지 찾습니다.
- 로딩 (HDD/SSD → RAM):
- 창고(SSD)에 잠자고 있던 거대한 윈도우 프로그램 파일들을 **주기억장치(RAM)**라는 넓은 책상으로 옮깁니다. (비유: 창고에서 오늘 쓸 무거운 장부들을 책상 위로 꺼내옴)
- 운영체제 시작:
- 이제 모든 준비가 끝났습니다. CPU가 RAM에 올라온 윈도우 명령어를 읽기 시작하면서 우리가 아는 바탕화면이 뜹니다.
💡 요약하자면!
- 컴퓨터가 꺼져 있을 때: 모든 프로그램은 **보조기억장치(SSD/HDD)**에 저장되어 있습니다.
- 컴퓨터를 켜면: ROM이 길잡이를 하고, SSD에 있는 내용을 RAM으로 복사해 옵니다.
- 컴퓨터를 사용하는 중: CPU는 오직 **RAM(주기억장치)**하고만 대화하며 미친 듯이 일합니다.
이전에 공부하셨던 플립플롭은 이 중에서 가장 빠른 **CPU 내부(레지스터)**나 **SRAM(캐시)**을 만드는 재료가 되고, 오늘 물어보신 **RAM(DRAM)**은 커패시터로 만들어진 넓은 작업장인 셈이죠!
이제 전체적인 그림이 좀 그려지시나요? 지원하시는 직무 관련 시험에서도 이 계층 구조(Register > Cache > RAM > SSD)는 단골 문제이니 꼭 기억해 두세요!
❓주기억장치 = RAM이 왜이러ㅎ게 어색하지? 주기억장치는 논리적 이름이고 RAM이 물리적인 ㅇㅣ름인건ㄱㅏ
와, 날카로운 통찰력이신데요! 질문하신 내용이 정확합니다. **주기억장치(Main Memory)**는 컴퓨터 구조에서 수행하는 **'역할'**에 집중한 이름이고, RAM은 그 역할을 수행하기 위해 사용된 **'부품(기술)'**의 이름입니다.
이 어색함을 해소하기 위해 **'직함'**과 **'본명'**으로 비유해 볼게요.
1. 역할(논리적 이름) vs 부품(물리적 이름)
- 주기억장치 (Main Memory): 이것은 **'직함'**입니다. CPU가 직접 접근해서 데이터를 주고받는 '가장 중요한 기억 장소'라는 기능적인 의미를 담고 있습니다.
- RAM (Random Access Memory): 이것은 그 직함을 수행하는 **'사람(부품)'**입니다. 반도체 기술을 이용해 어느 위치든 똑같은 속도로 접근할 수 있는 물리적인 장치를 말합니다.
과거에는 달랐을까? 아주 예전에는 RAM이 아닌 다른 물리적 장치(예: 자기 드럼 등)가 주기억장치 역할을 했던 적도 있습니다. 하지만 현대 컴퓨터에서는 **"주기억장치 역할을 할 만큼 빠른 부품은 RAM밖에 없다"**는 공식이 성립하면서 두 용어를 거의 섞어서 쓰게 된 것입니다.
2. 저장장치 계층 구조로 보기
컴퓨터 안에는 여러 기억장치가 있는데, CPU와의 거리(속도)에 따라 계층이 나뉩니다. 이때 '주기억장치'라는 이름이 왜 붙었는지 명확해집니다.
- 레지스터 & 캐시: CPU 내부에 있거나 아주 가까운 '초특급 저장소' (플립플롭/SRAM 기반)
- 주기억장치 (Main Memory): CPU가 직접 대화할 수 있는 마지노선. 주로 DRAM 부품을 사용합니다.
- 보조기억장치 (Secondary Storage): CPU가 직접 대화 못 함. 주기억장치를 거쳐야 함. HDD/SSD 부품을 사용합니다.
3. 왜 RAM을 주로 쓰는 걸까?
주기억장치가 되려면 두 가지 조건이 필요합니다.
- 속도: CPU의 속도를 어느 정도 따라갈 만큼 빨라야 함.
- 임의 접근(Random Access): 1번 데이터든 100번 데이터든 찾는 속도가 똑같아야 함.
이 조건을 완벽하게 충족하는 물리적 부품이 바로 RAM이기 때문에, 오늘날 우리가 배우는 교과서에서는 **'주기억장치 = RAM'**이라고 가르치는 것입니다.
💡 정리하자면
- 주기억장치: "CPU와 직접 소통하는 핵심 창고 역할을 해라!" (시스템상의 역할)
- RAM: "네, 제가 그 역할을 수행할 수 있는 반도체 부품입니다." (물리적 실체)
❓ 운영체제가 어디에 어떻게 올라가서 부팅되는건지 그 과정도 알ㄹㅕ줘.
운영체제(OS)가 어디에 저장되어 있다가 어떻게 '주입'되는지는 컴퓨터 구조를 이해하는 가장 중요한 핵심 중 하나입니다.
결론부터 말씀드리면, 보조기억장치(SSD)에 잠자던 운영체제가 주기억장치(RAM)라는 작업장으로 복사되어 올라가는 과정이 바로 부팅입니다. 이를 단계별로 아주 상세하게 설명해 드릴게요.
1. 운영체제는 평소에 어디에 있나요?
컴퓨터를 끄면 RAM은 텅 비어버립니다. 그래서 윈도우(Windows)나 맥OS(macOS) 같은 운영체제 파일은 전원이 꺼져도 데이터가 보존되는 **보조기억장치(HDD 또는 SSD)**의 특정 구역에 설치되어 있습니다.
2. 부팅(Booting)의 5단계 과정
① 전원 공급과 ROM의 출현
본체의 전원 버튼을 누르면 전기가 공급됩니다. CPU가 깨어나지만, 아직 RAM에는 아무것도 없습니다. 이때 CPU는 약속된 장소인 **ROM(BIOS/UEFI)**으로 달려가 그 안에 적힌 아주 작은 프로그램을 실행합니다.
② POST (자체 진단)
BIOS는 "주기억장치(RAM)는 건강한가?", "그래픽카드는 붙어 있나?" 등을 점검합니다. 문제가 없으면 다음 단계로 넘어갑니다.
③ 부트 로더(Boot Loader) 찾기
BIOS는 설정된 우선순위에 따라 SSD의 아주 앞부분(MBR 또는 GPT 구역)을 읽습니다. 여기에는 **'부트 로더'**라고 불리는 아주 작은 프로그램이 들어있습니다. 이 녀석의 유일한 임무는 **"운영체제를 깨워서 RAM으로 옮기는 것"**입니다.
④ 운영체제 로딩 (SSD → RAM)
부트 로더가 실행되면, SSD에 저장되어 있던 운영체제의 핵심 부분인 **커널(Kernel)**을 **주기억장치(RAM)**로 미친 듯이 복사하기 시작합니다.
- 이때 우리가 보는 화면은 로딩 바가 돌아가거나 윈도우 로고가 뜨는 화면입니다.
- 주기억장치 = RAM이라는 공식이 여기서 빛을 발합니다. CPU가 SSD에서 직접 OS를 읽기엔 너무 느리기 때문에, 빠른 RAM으로 옮겨놓고 실행하는 것입니다.
⑤ 제어권 넘기기
운영체제 핵심 파일들이 RAM에 안착하면, 이제 BIOS와 부트 로더는 물러나고 운영체제가 CPU의 제어권을 완전히 넘겨받습니다. 이제 사용자가 마우스를 움직이고 클릭하는 모든 명령을 운영체제가 처리하게 됩니다.
💡 핵심 정리: 왜 이렇게 복잡하게 할까?
- ROM: 전원이 없어도 기억하지만, 내용을 바꾸기 힘들고 용량이 작아 OS를 통째로 담을 수 없음 (길잡이 역할).
- RAM: 빠르지만 휘발성이라 OS를 영구 저장할 수 없음 (실제 작업장).
- SSD: 영구 저장되지만 너무 느려서 CPU랑 직접 일하기 답답함 (창고 역할).
즉, [창고(SSD) → 책상(RAM) → 작업자(CPU)] 순서로 데이터를 옮겨오는 과정이 부팅입니다!
이 과정에서 아까 배운 디코더는 메모리 주소를 해석할 때 쓰이고, 플립플롭은 CPU가 OS 명령어를 한 줄 한 줄 처리할 때 레지스터 안에서 바쁘게 움직이고 있겠죠?
이제 전체적인 흐름이 정리가 되시나요? 혹시 운영체제의 핵심인 '커널'이 구체적으로 어떤 일을 하는지도 궁금하신가요?
❓ ROM에 운영체제 정보가 있다는거야 HDD/SDDㅇㅔ 있ㄷㅏ는거야
헷갈릴 수 있는 부분인데, 명확하게 결론부터 말씀드리면 운영체제(윈도우, 맥OS 등) 본체는 HDD/SSD에 저장되어 있습니다.
ROM에는 운영체제 전체가 들어있는 것이 아니라, 운영체제를 **'불러오기 위한 아주 짧은 명령어'**만 들어있습니다.
1. 왜 ROM에 다 넣지 않을까?
- 용량 문제: 윈도우 같은 운영체제는 수십 기가바이트($GB$)에 달할 정도로 거대합니다. 반면 ROM은 용량이 매우 작아서 그 큰 데이터를 다 담을 수 없습니다.
- 수정 문제: 운영체제는 수시로 업데이트되고 파일이 바뀝니다. 하지만 ROM(Read-Only Memory)은 내용을 수정하기가 매우 까다롭고 느립니다.
2. 각각의 역할 (택배에 비유)
이 상황을 **'택배를 받는 과정'**에 비유하면 완벽히 이해됩니다.
- 운영체제 (Windows 등): 당신이 주문한 **'거대한 가구'**입니다. (너무 커서 창고인 HDD/SSD에 보관 중입니다.)
- ROM (BIOS): 가구가 도착했을 때 어떻게 조립하고 배치할지 적힌 **'한 장짜리 안내문'**입니다. (전원이 켜지자마자 가장 먼저 읽어야 합니다.)
- RAM: 가구를 실제로 조립해서 사용하는 **'거실 공간'**입니다.
3. 부팅 시 일어나는 정확한 일
- 컴퓨터 전원을 켬: CPU가 ROM에 있는 안내문을 읽습니다.
- 안내문의 내용: "지금 바로 HDD/SSD의 00번 지점으로 가서 부팅 파일을 찾아라!"라는 명령어가 적혀 있습니다.
- 실행: CPU는 그 안내를 따라 HDD/SSD에 있는 운영체제 파일을 꺼내서 RAM으로 옮겨 싣습니다.
💡 요약
- ROM에 있는 것: "운영체제를 어디서 가져올지" 알려주는 길잡이 프로그램(BIOS/UEFI).
- HDD/SSD에 있는 것: 우리가 사용하는 운영체제(OS) 본체 데이터.
이제 확실히 구분이 되시나요? 결국 ROM은 '마중물' 역할을 하고, 실제 '본체'는 HDD/SSD에 잠자고 있다고 생각하시면 됩니다!
지원하시는 직무 관련 공부를 하시다 보면 이 '부팅 순서'가 시험에 자주 나오는데, ROM(BIOS) → HDD/SSD(부트로더) → RAM(커널 로드) 순서만 기억하시면 틀릴 일이 없을 거예요.
🔍 부트로더가 HDD/SSD에 있어야만 하는 이유
- OS와 짝꿍: 부트로더는 특정 운영체제(Windows, Linux 등)를 깨우기 위해 설계된 프로그램입니다. 따라서 운영체제가 설치된 저장장치에 함께 있는 것이 가장 효율적입니다.
- 변경 가능성: 운영체제를 새로 설치하거나 멀티 부팅(윈도우와 리눅스를 같이 쓰는 등)을 설정할 때 부트로더의 내용도 바뀌어야 합니다. 수정이 불가능한 ROM보다는 HDD/SSD에 두는 것이 관리하기 좋습니다.
🛠️ 부팅 시 '바통 터치' 과정 (다시 보기)
부트로더가 어떻게 실행되는지 그 흐름을 보면 위치가 더 명확해집니다.
- ROM (BIOS/UEFI): 전원이 켜지면 가장 먼저 실행됩니다. 하드웨어를 점검한 뒤 **"자, 이제 부팅할 장치(SSD)의 0번지로 가서 부트로더를 읽어와!"**라고 CPU에게 명령합니다.
- HDD/SSD (부트로더): CPU가 SSD의 앞부분에서 부트로더를 찾아 **주기억장치(RAM)**로 가져와 실행합니다.
- 부트로더의 임무: 이제 부트로더가 실행되면서 **"같은 SSD 안에 있는 거대한 운영체제(커널) 파일들을 찾아서 RAM으로 다 옮겨!"**라고 지시합니다.
💡 요약하자면
- ROM에는 "어느 장치로 가서 부트로더를 찾을 것인가"에 대한 설정이 있고,
- HDD/SSD에는 실제 부트로더 프로그램과 운영체제 본체가 들어있습니다.
❓ 커널이 하는 일도 알려줘
**커널(Kernel)**은 운영체제에서 가장 핵심적인 부분으로, 컴퓨터의 **'두뇌 속의 관리자'**라고 생각하면 됩니다.
부팅 과정에서 SSD에서 RAM으로 가장 먼저 올라갔던 그 핵심 프로그램이 바로 커널입니다. 커널은 하드웨어(CPU, 메모리 등)와 소프트웨어(응용 프로그램) 사이에서 모든 자원을 배분하고 관리하는 '정부' 같은 역할을 합니다.
주요 역할 4가지를 알기 쉽게 정리해 드릴게요.
1. 프로세스 관리 (CPU 스케줄링)
컴퓨터에서는 여러 프로그램이 동시에 돌아가는 것처럼 보이지만, 사실 CPU는 한 번에 하나의 일만 아주 빠르게 처리합니다.
- 커널의 역할: 어떤 프로그램에 CPU를 먼저 줄지, 얼마나 오랫동안 쓰게 할지 결정합니다. (비유: 맛집 앞에서 줄 서 있는 손님들을 입장시키는 매니저)
2. 메모리 관리 (RAM 관리)
프로그램들이 RAM이라는 한정된 공간을 서로 쓰겠다고 싸우지 않게 관리합니다.
- 커널의 역할: 프로그램마다 사용할 수 있는 전용 메모리 구역을 나눠주고, 다른 프로그램의 영역을 침범하지 못하게 감시합니다. (비유: 아파트 관리사무소에서 세대별 호수를 배정하는 것)
3. 장치 관리 (입출력 제어)
키보드, 마우스, 모니터, 프린터 등 다양한 하드웨어를 제어합니다.
- 커널의 역할: 응용 프로그램이 하드웨어에 직접 접근하면 위험하므로, 커널이 중간에서 명령을 대신 전달해 줍니다. 이때 '디바이스 드라이버'라는 통역사를 활용합니다.
4. 파일 시스템 관리
데이터가 SSD/HDD의 어디에 저장되어 있는지 관리합니다.
- 커널의 역할: 파일을 생성, 삭제, 수정하는 모든 과정을 통제합니다. (비유: 도서관의 사서가 책의 위치를 정리하고 대출해 주는 것)
💡 왜 커널(Kernel)이라는 이름인가요?
'Kernel'은 과일의 **'알맹이(씨앗)'**라는 뜻입니다. 껍데기(사용자가 접하는 화면인 'Shell') 안에 꽁꽁 숨어서 가장 중요한 핵심 기능을 수행하기 때문에 붙여진 이름입니다.
🧩 요약하자면
사용자가 게임을 실행하면:
- 커널이 "자, 이제 게임 시작한다! CPU 이리 와서 계산 좀 해!" (CPU 관리)
- "RAM 4GB 정도 비워줄게, 여기다 데이터 올려!" (메모리 관리)
- "그래픽카드랑 사운드카드 준비됐지? 신호 보낸다!" (장치 관리)
이 모든 것을 뒤에서 묵묵히 처리하는 것이 바로 커널입니다.
지금까지 공부하신 **플립플롭 → 레지스터 → CPU → RAM → 운영체제(커널)**까지의 흐름이 이제 하나로 연결되시나요? 혹시 커널과 사용자 사이를 연결해 주는 '셸(Shell)'이나 다른 운영체제 용어도 궁금하신가요?
': ) IT' 카테고리의 다른 글
| 프로그램 번역과정(Compiler) (0) | 2026.01.13 |
|---|---|
| 오류검출방식 (0) | 2026.01.10 |
| RAM vs ROM (0) | 2026.01.09 |
| 플립플롭, 인코더와 디코더 (0) | 2026.01.09 |
| 회선교환망 (0) | 2026.01.06 |