컴퓨터의 원리
컴퓨터는 사진이든 프로그램이든 모두 0과 1의 패턴으로 저장하고, 아주 작은 스위치로 그것을 다룹니다. 이 과정은 여섯 단원에 걸쳐 바닥부터 올라갑니다. 이진수, 바이트와 글자, 논리 게이트, 게이트로 하는 덧셈, CPU의 인출·해독·실행 순환, 그리고 메모리입니다. 비트를 켜고 끄고, 게이트를 바꿔 보고, 덧셈기 안에서 올림이 번져 가는 모습을 보고, 작은 컴퓨터의 프로그램을 한 단계씩 돌려 볼 수 있습니다.
진도
- 1비트와 이진수스위치 여덟 개로 서로 다른 패턴 256가지를 만들 수 있고, 0부터 255까지 모든 수를 나타낼 수 있습니다.
- 2바이트, 십육진수, 글자글자 A는 65, 이진수로 01000001로 저장됩니다. UTF-8에서 한글 음절 「한」은 3바이트를 차지합니다.
- 3논리 게이트인텔의 첫 마이크로프로세서인 1971년 4004에는 트랜지스터가 2,300개 있었습니다. 트랜지스터를 이어 게이트를 만들고, 프로세서는 그 게이트들로만 이루어집니다.
- 4게이트로 수를 더하는 방법XOR 게이트 하나와 AND 게이트 하나면 비트 두 개를 더할 수 있습니다. 전가산기 네 개를 이으면 0부터 15까지 두 수를 무엇이든 더할 수 있습니다.
- 5CPU가 하는 일3 GHz 프로세서는 1초에 30억 번 박자를 맞춥니다. 한 박자가 3분의 1나노초입니다.
- 6메모리와 저장 장치32비트 주소로 프로세서가 가리킬 수 있는 바이트는 4,294,967,296개, 정확히 4 GiB입니다. 전원을 끄면 RAM은 그 내용을 모두 잊습니다.
이 과정의 출처 (9)
- (checked 2026-10-17; reordered 2026-10-19: standards first, then official documentation, then the teaching model and calculations, history sources last)
- Standards: NIST, "Prefixes for binary multiples" (physics.nist.gov/cuu/Units/binary.html: IEC approved kibi, mebi, gibi in December 1998; 1 B = 8 bit; 1 MiB = 1 048 576 B; 1 MB = 1 000 000 B; 1 GiB = 1 073 741 824 B; historical note: memory makers usually mean 2²⁰ bytes by megabyte, storage makers 1 000 000, and the "1.44 MB" diskette uses a megabyte of 1 024 000 bytes)
- IETF RFC 20 "ASCII format for Network Interchange" (1969, 7-bit codes, A = 65, a = 97, 0 = 48)
- IETF RFC 3629 "UTF-8, a transformation format of ISO 10646" (2003: 1 to 4 octets per character, ASCII unchanged, code points up to U+10FFFF, U+0800 to U+FFFF take three octets, "the first octet of a multi-octet sequence indicates the number of octets", example U+D55C U+AD6D U+C5B4 = ED 95 9C EA B5 AD EC 96 B4)
- Official documentation: MDN Web Docs, "<color>" (hexadecimal colour notation #RRGGBB)
- Intel, "Intel Chips" timeline poster (2012: Intel 4004 of 1971 with 2,300 transistors; 2nd generation Core 2010 with 1.16 billion)
- Claude E. Shannon, "A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits", Transactions of the AIEE vol. 57 (1938)
- abstract of his MIT master's thesis. Computer History Museum, The Silicon Engine, "1947: Invention of the Point-Contact Transistor" (Bardeen and Brattain, December 1947, germanium)
- John von Neumann, "First Draft of a Report on the EDVAC" (30 June 1945, Moore School, reprinted in IEEE Annals of the History of Computing 15:4, 1993).
확인한 날: 2026-10-17