컴퓨터의 작동원리

 

< 컴퓨터의 작동원리 제1편 >

 

사용자가 키보드의 "a"를 누르면 모니터에 "a"가 나온다. 이 당연함에 대하여 혹 궁금증을 가져본적이 있나요? 이러한 궁금증을 가진 분들을 위하여 컴퓨터의 작동원리에 대하여 근복적으로 설명해보도록 하겠습니다.

 

우선 여러분은 '전기'와 '전자'에 대하여 공부하실 필요가 있습니다.
컴퓨터는 결국 전기와 전자의 운동에 의하여 작동하니까요

전기에 대하여 자세히 설명된 웹사이트를 소개하겠습니다.
그림과 함께 기가막히게 설명되어 있으니,
이 웹사이트에 소개된 전기 지식만 알아도 준전문가라는 소리를 듣게 될겁니다.

 

→ 전력포털 EPIC :  http://www.epic.or.kr/cont/comSens/comSensList.jsp

 

→ 네이버캐스트 '전기의 정체'

     : http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=4041

 

→ 네이버캐스트 '전자 발견'

     : http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=5866&path=|453|488|&leafId=630

 

→ 네이버캐스트 '전류는 어떻게 흐를까?'

     : http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=5971&path=|453|488|&leafId=630

 

 

자 이제 전기현상은 전자의 운동때문이라는 것을 아셨죠.

 

아니러니하게도 전기를 이용하여 밤을 밝혔던 시점(에디슨 백열전구)까지도 전기의 정체에 대하여는 몰랐습니다. 영국의 톰슨에 의하여 전기가 전자의 운동때문에 발생한다는 것을 알게되었지요.

 

전자의 발견이 더이상 쪼갤수 없는 단위로 믿었던 원자에 대하여 다시 생각하게 되었고 물리학은 미립자의 세계로 빠져들게 됩니다. 그결과 원자의 구조에 대하여 많은 것을 밝혀 냈고, 특히나 전자공학은 인류에게 문명의 이기를 하나 둘 가져다 주게 됩니다. 그중 하나가 컴퓨터인 것이지요.

 

컴퓨터는 전기의 성질(전자의 운동)과 이를 제어하는 기술(진공관-트랜지스터-집적회로)로 즉, 전기가 흐른다(전기가 강하다). 전기가 흐르지 않는다(전기가 약하다). 이 두 신호를 가지고 모든 복잡한 작업을 수행합니다.

 

서울에 스위치를 설치하고 전선을 연결해 부산에 있는 전구에 연결했다고 생각해봅시다. 서울에서 스위치를 누르는 순간 부산에 있는 전구에 불이 들어옵니다. 전기의 속도는 빛과 같습니다. 엄청나지요!

 

이런 전기의 성질을 이용하여 전자회로를 멋지게 설계한다면, 전기가 흐른다. 흐르지 않는다. 이 두 신호(이진법 : 0, 1)를 이진법으로 활용하여 1초에 30억번 계산할 수 있습니다(→ 3GHz의 CPU).

 

 

 

두번째로, 진공관-트랜지스터-집적회로를 공부하셔야 합니다.
전기가 흐른다. 전기가 안 흐른다. 이 두 신호로 결국 컴퓨터가 작동합니다.
전기가 흐르고, 안 흐르는 것은 쉽게 말해서 스위치를 on, off시키는 것인데
이 스위칭 작용을 제어하는 것이 진공관-트랜지스터-집적회로 입니다.

 

이 이야기는 조만간 '컴퓨터의 작동원리 제2편'에서 얘기할께요!^^

 

 

참고 : 전기현상 연구 중 전자기파를 발견하여 무선통신(라디오, 텔레비젼, 휴대폰, 무선인터넷 등)이 가능하게 되었습니다.