컴퓨터의 이해를 위한 기초 전자회로

1. 초기 컴퓨터에 대하여...

  컴퓨터(Computer)란 단어의 뜻은 '계산하는 자' 또는 '계산기'입니다. 그 뜻에 맞게 인류 역사상 최초의 계산기는 역시 주판이라고 많이 알려져 있지만, 필자는 어렸을 때, 아버지와 숫자 공부를 하기 위해 열심히 손가락을 쥐고 폈던 경험을 생각해보면 인류 최초의 계산기는 손가락이 아닐까 하는 생각이 듭니다. 현대의 컴퓨터는 1960년대의 에니악이라는 18,000여 개의 진공관과 1,500개의 계전기를 사용하여 만들어진 30 톤이나 되는 엄청난 크기의 기계를 발명한 이후 급속도로 발전을 거듭하였습니다. 반도체 기술의 향상으로 인하여 점점 작아지고 빨라지는 컴퓨터를 이해하기란 쉬운 일이 아니겠죠. 하지만 기초 전자회로를 알게 된다면, 컴퓨터가 어떻게 작동하고, 어떤 장치가 어떤 역할을 하는지 이해할 수 있을 것입니다. 

2. 컴퓨터를 이해하기 위한 전자회로...

 현대의 컴퓨터는 과거와 달리 반도체를 이용하여 집약적으로 성능이 개선되고, 소형화된 최첨단 기술의 집약이라고 할 수 있습니다. 하지만, 이 컴퓨터를 이해하기 위한 이 포스팅에서는 트랜지스터 대신 계전기를 이용하여 컴퓨터의 원리를 보다 편하게 이해하고자 하는 것이 목표입니다. 따라서 계전기(Relay)와 스위치(Key)의 개념을 잡고, 전자회로를 통해서 컴퓨터의 원리를 알아봅시다.

 

 

* 본 포스팅은 컴퓨터의 작동원리를 이해하기 위한 정보의 조각 모음입니다.

다음의 정보를  순서대로 습득할 것을 추천드립니다.

회로에 대한 정보는 최대한 간단하게 설명하였습니다.

 

[1] 기초 전자회로 정보 _ 스위치 회로

[2] 기초 전자회로 정보 _ 전자계전기(Relay) 회로

[3] 기초 전자회로 정보 _ 발진기(Oscillator) 회로

[4] 기초 전자회로 정보 _ 루프(LOOP) 회로

[5] 기초 전자회로 정보 _ 트랜지스터(Transistor)

[6] 기초 전자회로 정보 _ 논리회로

[7] 기초 전자회로 정보 _ 전자회로 기호 정리

 

2. 정보 조각 모음

기초 전자회로의 7가지 정보를 토대로 컴퓨터에 대해 생각을 정리하겠습니다.

[1] 스위치를 통해서 회로가 닫힌 상태와 열린 상태를 통해서 1과 0이라는 상태 값 얻을 수 있었습니다. 컴퓨터가 이진법을 사용한다는 점으로 미루어보아 우리는 컴퓨터는 엄청나게 복잡한 회로로 구성되어있다는 것을 추측할 수 있죠. [2] 계전기와 그 응용 회로에서는 사람이 회로를 조작하는 방법을 배웠습니다. 스위치 작동을 통해 1과 0의 값을 조절할 수 있죠. [3] 발진기에서는 그 주기성을 통해서 회로에 시간 요소를 가미할 수 있었습니다. 그리고 [4] 루프 회로에서 컴퓨터의 기억 소자, 신호 전달에 대한 힌트를 간략하게 얻을 수 있었습니다. [5] 컴퓨터의 소형화를 위해서는 트랜지스터가 꼭 필요 하고, [6] 논리 회로를 통해서는 어떠한 1과 0에 명제를 표현함으로써 회로를 통해 논리적 설계를 구축할 수 있다는 점을 알 수 있었죠.  마지막으로 [7] 전자회로의 기호를 앎으로써 회로에 대한 이해가 용이해지겠습니다.

 

다시 말해서, 컴퓨터란 다음과 같습니다.

회로를 통해서 1과 0의 이진법 수 체계를 구현하고, 스위치와 계전기를 통해서 그 상태를 조작합니다. 루프 회로 개념으로 정보를 저장, 전송할 수 있으며, 논리회로를 통해서 정보를 논리적으로 정리하게 만들 수 있습니다.

 

* 실제로 계전기는 다른 전력공학의 차단기 혹은 기타 응용분야에 쓰이는 소자입니다.

본 포스팅에서 계전기를 이용하여 논리게이트를 구성한것은 이해를 돕기 위함임을 밝혀드립니다. 컴퓨터에 쓰이는 논리게이트는 트랜지스터를 이용하여 구현합니다.