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20/07/15 20:21
댓글로 간단히 설명드릴 정도는 당연히 아니고, 컴퓨터의 작동원리가 알고 싶으시다면 아래 서적을 추천드립니다.
https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=12207068
20/07/15 20:27
https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=7291158
비슷한 종류의 책들 보시는 걸 추천드립니다.
20/07/15 20:35
20/07/15 20:38
과거 그것은 알기 싫다 팟캐에서 컴퓨터의 역사를 소재로한 신인류 연대기 편이 있습니다. 에피가 대여섯개 되는데 느긋하게 알아보고 싶다면 추천드려요.
20/07/15 23:18
1비트 합연산을 수행하는 full adder를 예로 들면, 이건 회로 전체로 보면 3개의 입력(보통 A, B, C_in으로 표시)을 받아서 2개의 출력(보통 S, C_out으로 표시)이 나가는 구조입니다.
입력이 셋 다 0 - 출력은 둘 다 0 입력 중 1이 하나만 존재 - C_out은 0, S는 1 입력 중 1이 두개 존재 - C_out은 1, S는 0 입력이 셋 다 1 - 출력은 둘 다 1 여러 로직게이트를 이용해서 구현하는데, 한두가지 방법만 존재하는 것은 아니고 만들기 나름입니다. 하나만 예를 들어보면, 입력A와 입력B를 XOR게이트(둘 중 하나만 1일 경우에 1이 출력되고, 둘 다 0이나 1이면 0이 출력하는 게이트)에 넣은 뒤, 거기서 나온 출력(A⊕B)과 C_in을 또 다른 XOR게이트에 넣으면 위와 같은 S 결과값을 얻을 수 있습니다. 두 단계를 풀어서 적어보면 아래와 같습니다. A | B | A⊕B 0 | 0 | 0 0 | 1 | 1 1 | 0 | 1 1 | 1 | 0 A⊕B | C_in | S (=C_in⊕(A⊕B)) 0 | 0 | 0 1 | 1 | 0 1 | 0 | 1 0 | 1 | 1 C_out쪽도 구현하기 나름인데 하나만 예를 들어보면, 위 A⊕B와 C_in을 AND 게이트(입력이 둘 다 1이면 1이 나가고, 그 외 3가지 경우엔 0이 나가는 게이트)에 넣고, A와 B를 또 다른 AND 게이트에 넣은 뒤, 두 AND 게이트에서 나온 출력(A&B와 (A⊕B)&C_in)을 다시 OR 게이트(입력이 둘 다 0이면 0이 나가고, 그 외 3가지 경우엔 1이 나가는 게이트)에 넣으면 위와 같은 C_out이 나옵니다. 역시 풀어서 적으면 다음과 같습니다. A | B | A&B 0 | 0 | 0 0 | 1 | 0 1 | 0 | 0 1 | 1 | 1 A⊕B | C_in | (A⊕B)&C_in 0 | 0 | 0 0 | 1 | 0 1 | 0 | 0 1 | 1 | 1 A&B | (A⊕B)&C_in | C_out (=(A&B) OR ((A⊕B)&C_in)) 0 | 0 | 0 0 | 1 | 1 1 | 0 | 1 1 | 1 | 1 왜 3개를 받아서 2개를 내보내느냐? 수기로 덧셈할 때를 생각해 보시면 알 수 있는데, 가령 아래 두개의 이진수를 더한다면, 0101 0011 맨 오른쪽부터 계산해서 합을 아래에 적고, 자릿수가 올라가는게 생기면 그 앞자리 윗부분에 적어서 세개를 더하는 식으로 순차 진행하죠. 여기서 아래에 적는 부분이 S가 되는 것이고, 앞자리 위에다 적는 부분이 C_out인데, 이 부분이 곧 다음 full adder 회로의 C_in이 됩니다. 즉 이런 회로를 32개 이어 붙이면 32비트 덧셈을 할 수 있고, 64개 붙이면 64비트 덧셈을 할 수 있습니다. 나머지 사칙연산도 기본적인 구현 방식은 같습니다. 저걸 구성하는 게이트 하나하나의 작동원리는 트랜지스터의 작동원리를 보시면 됩니다. 보통 몇개의 트랜지스터를 묶어서 하나의 게이트를 구현합니다(구현방법이 여러가지인 것은 여기서도 동일합니다). 실제 CPU에서 들어있는 연산유닛은 단순히 멀티비트 사칙연산을 수행하는 유닛이 아니라 다양한 연산(수기로 계산하면 하나만 계산하더라도 결과값의 정확성에 대한 자신감을 잃을만큼 복잡한 연산을 다수 포함합니다)을 동시에 비동기식으로 처리할 수 있는 훨씬 더 복잡한 유닛이고, 이런게 코어마다 여러개씩 들어있는데다 거기다 명령어를 뿌리고 자료를 불러오기 위한 구조가 매우 복잡해서 이런 식으로 풀어서 쓸 수는 없습니다. 예를 들어서 아래 다이어그램에 INT ALU라고 적힌 것과 그 지역에 있는 것들 하나하나가 방금 말한 '훨씬 더 복잡한 유닛'인데, 그럼에도 불구하고 이런 것 하나하나가 전체의 극히 일부를 구성하는 요소에 불과합니다. 구성요소 하나하나를 겉핥기 수준으로라도 보려고 해도 얼마나 복잡한지 느낌이 오실겁니다. https://en.wikichip.org/w/images/thumb/7/7e/skylake_block_diagram.svg/1350px-skylake_block_diagram.svg.png 요즘 CPU를 도저히 설명할 수 없는 것은 물론이고, 석기시대 물건(60-70년대)이나 단순 사칙연산밖에 안 되는 단순 계산기에 들어가 있는 칩도 당연히 위 예시보다는 훨씬 복잡해서 하나하나 예시를 들어 적을 수 있을만한 레벨이 아닙니다. 위에 언급한 예시 덧셈회로는 5 게이트로 구성되어 있고, 8비트로 만들어도 40 게이트인데, 석기시대 4-8비트 CPU들도 보통 게이트 수가 수백-수천개에 수천-수만개의 트랜지스터를 달고 있어서, 예시를 드는건 분량상 불가능하고, 수식으로 표현하거나 그림으로 적더라도 구조를 정확하게 파악하려면 한참 들여다 봐야합니다. 그리고 컴퓨터의 작동에 영향을 미치는 것으로는 단순히 CPU 로직 부분만 존재하는 것이 아니고, 컴퓨터를 구성하는 각종 부품은 물론이고, OS나 네트워크 등 하드웨어와 소프트웨어가 반쯤 물린 부분, 그리고 순수 소프트웨어 부분까지 다 영향을 미치는데, 이런 요소 하나하나가 다들 얼추 비슷한 복잡성을 가지고 있습니다. 즉 관련 대기업의 연구원이나 엔지니어라고 하더라도, 컴퓨터 전범위에 걸쳐 겉핥기 수준으로라도 알고 있는 사람이 그리 많지 않습니다. 외우고 있지는 않지만 대강의 기억(=더 심한 겉핥기)은 있으면서 겉핥기 레벨 정도까진 금방 찾아보고 금방 알아먹는 정도만 되어도 중간은 훨씬 넘고, 사실 자기 회사에서 자기가 담당하는 분야로 한정하더라도 그 부품을 구성하는 여러 요소의 세부 작동원리에 대해서 하나하나 겉핥기가 가능한 수준이면 중간은 넘는다고 봅니다. 뭔지 잘 모르지만 하던거 한다 같은 타입의 근로자가 태반입니다. 이런 현상이 컴퓨터 쪽에서 상대적으로 심한건 맞는데, 시장규모가 큰 물건들(자동차 등)은 정도의 차이가 있을 뿐 대체로 이런 식입니다.
20/07/16 20:49
흔히 말하는 디지털 이라는게 0 과 1로 이루어진 데이터를 말하죠. 컴퓨터 회로안에서 전기가 흐르면 1, 전기가 안흐르면 0 으로 구분하는 방법으로 디지털 데이터를 저장하거나 연산할수 있어요. 이게 컴퓨터입니다.
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