0-컴퓨터란?

컴퓨터란 무엇일까?

A computer is a machine that can be programmed to automatically carry out sequences of arithmetic or logical operations (computation).

출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Computer

-> 위키 백과의 설명을 보면 컴퓨터는 기계인데, 자동으로 일련의 산수나 논리계산을 하도록 프로그래밍될 수 있는 기계라고한다

컴퓨터의 목적이 계산이라는건 알겠는데 왜 굳이 컴퓨터라는 기계를 만들 필요가 있었을까?

→ 계산을 빠르고 정확하게 하기 위해서였을 것이다.

그렇다면 왜 계산을 빠르고 정확하게 해야했을까?

→ 세금 징수, 돈 문제, 군사 목적 등의 경우 계산의 범위도 크고 복잡하기 때문에 사람이 할 경우 느리기도 하고 부정확할 수 있기 때문이다.

계산을 빠르고 정확하게 위해서 어떤 시도들이 있었나?

→ 손가락, 나무 막대기, 주판, 태엽, 진공관, 트랜지스터, 반도체 등으로 점점 발전해왔다.

→ 결국 전기를 쓰는 것을 선택했다 (가장 빠르기 때문)

기계로 계산을 하기 위해서 어떤 것이 필요하지?

저장(계산하라고 넣은 값이 넣자마자 사라지면 안되니까)
처리(어떤 것들을 어떻게 '계산'할지에 대한 언어적 약속)
입출력(계산할 값과, 계산 후 결과 값)

결국 컴퓨터는 '전기' 를 사용한다. 그렇다면 어떻게 전기를 통해서 저장과 계산을 해야하지?

익숙한 10진법을 전기를 통해서 표현한다고 생각해보자.

우선 전기를 '저장' 하는 부분을 먼저 생각해보자

전기를 10%만 저장하고 20%만 저장하고 30% 만 저장하는 방식으로 숫자 1, 2, 3 등을 나타낼 수 있을 것이다.

하지만 이렇게 전압을 쪼개서 숫자를 표현하고 저장하는 것은 어렵다.

전기를 보내는 도중에 전기가 새어나갈 수도 있고, 주변 환경에 따라서 영향을 크게 받을 수 있기 때문이다.

이렇게 사람이 자주 쓰는 10진법을 컴퓨터로 표현하기 어렵기 때문에

간단하게 특정 전압을 넘기면 1이라고 생각하고, 특정 전압 아래라면 0이라고 생각하기로 하는 이진법이 컴퓨터에 도입되었다.

저장하는 부분은 정해졌다. 그렇다면 이 두 0과 1만 가지고 어떻게 복잡한 계산을 해야할까?

다행이도 참과 거짓을 0 과 1로 대입해서 계산하는 '불 대수' 가 있어서 이걸 사용하면 될 것 같다

전기를 통한 기계로 저장을 하려면?

-> 전기적 신호를 유지할 수 있도록 해야한다

→ 회로가 필요하다 (flip-flop)

-> 다른 기술이 필요하다

전기를 통한 기계로 계산을 하려면?

-> 전기를 통해서 저장하기 때문에 전위차를 변경할 수 있어야한다

→ 회로가 필요하다 (and, or, xor 등 논리 게이트)