[비전공자를 위한] 컴퓨터란?(HW 측면)

이 글은 컴퓨터를 막연히 그냥 복잡한 기계 덩어리 정도로 생각하시는 분들께
컴퓨터가 어떠한 기계인지 단순화시켜 설명하는 글입니다.

 

 

 

 

 

컴퓨터는 간단히 말하자면 ‘계산기 + 여러 전자부품’ 입니다.
요즘 일반적으로 쓰이는 PC의 경우 여러 가지 이유에서 좀 더 복잡하지만 단순화시키면 저렇게 됩니다.

계산기(compute+er)

컴퓨터는 전자회로에 전류가 흐르면 1,
흐르지 않으면 0으로 인식합니다.
즉, 이진수만 인식하죠.
이런 식으로 숫자를 인식하고 가산기(https://ko.wikipedia.org/wiki/가산기) 등의 논리 회로를 통해 여러 가지 계산을 합니다.

이미지를 표현하는 방식

컴퓨터는 숫자만을 사용하기 때문에 모니터에 나타나는 이미지 역시 숫자로 표현됩니다.

하나의 이미지는 여러 픽셀(https://ko.wikipedia.org/wiki/화소)들을 직사각형 형태로 나열한 것으로 2차원 형태의 행렬(matrix)로 나타낼 수 있습니다.
거기에 더해 빛의 삼원색인 R, G, B를 나타내기 위해 한 픽셀 당 3개의 값을 가지고 있죠.
즉, 2차원인 행렬에 축 하나를 더해 3차원의 행렬로 표현할 수 있습니다.

각각의 픽셀에서 R, G, B 값의 크기에 따라 빨간색 LED, 초록색 LED, 파란색 LED에 적절한 전류를 흘려주면 모니터 화면에 이미지가 나타나게 되는 것입니다.

물론 일반적으로는 여러 가지 시각적 효과를 위해 복잡한 과정을 거치지만 간단히 말하자면 이런 원리로 동작합니다.

문자를 표현하는 방식

컴퓨터는 문자도 숫자를 통해 표현합니다.

유니코드(https://ko.wikipedia.org/wiki/유니코드)라고 들어보신 적이 있을겁니다.
유니코드란 아래의 이미지처럼 모든 문자 각각에 숫자 값을 할당한 표입니다.

컴퓨터는 메모리에 특정 숫자 값이 저장되어 있고 이를 문자로 해석하라는 명령이 있으면
그 숫자 값에 해당하는 문자를 표에서 찾습니다.

이런 방식으로 문자를 처리하게 됩니다.

결론

컴퓨터는 복잡하기만 한 기계 덩어리가 아닙니다.
다들 초등학생 시절 스위치를 닫으면 전구에 불이 들어오고, 열면 불이 꺼지는 회로를 만져보신 적이 있으실겁니다.
컴퓨터는 더 다양한 전자부품들을 조합한 전자 회로일 뿐 이해하기 어려운 기계가 아닙니다.