만들면서 쉽게 배우는 컴퓨터 구조

컴퓨터 구조 개요

현대 컴퓨터가 만들어지기까지의 컴퓨터 역사를 살펴보고, 컴퓨터가 프로그램을 실행하는 방식을 알아봅니다.

컴퓨터의 구성 요소

그림을 통해 컴퓨터의 구성 요소를 학습하고 전체적인 컴퓨터 구조를 시각화합니다. 또한 64비트, 32비트, 그리고 우리가 직접 만들어볼 8비트 컴퓨터의 차이점을 살펴봅니다.

0과 1 다루기

컴퓨터를 이해하기 위해서는 컴퓨터가 다루는 0과 1을 알아야 합니다. 컴퓨터가 비트를 이용해 논리 연산을 수행하는 방법과 다양한 논리 연산 기법을 살펴봅니다. 또한 비트로 숫자를 표현하는 방법과 비트 관련 핵심 개념들을 함께 학습합니다.

컴퓨터에 필요한 부품 만들기

트랜지스터라는 컴퓨터를 이루는 최소 단위 부품을 이용하여 컴퓨터에 필요한 모든 부품을 만들어보는 시간입니다. 이를 통해 논리 회로를 자연스럽게 이해할 수 있습니다. 이론과 실습이 유기적으로 연결됩니다.

CPU 만들기: 산술 논리 연산 장치(ALU)

컴퓨터의 핵심 부분인 CPU를 만드는 첫 번째 시간입니다. 상대적으로 간단한 산술 논리 연산 장치(ALU)를 먼저 만들어 봅니다.

메모리 만들기

프로그램을 구성하는 코드와 데이터를 저장하기 위해서는 메모리가 필수적입니다. 가장 기본이 되는 1비트 메모리부터 시작하여 RAM을 만드는 과정을 살펴봅니다.

수동으로 계산해보기

지금까지 만든 회로를 조립하고 제어 장치가 없는 컴퓨터에서 우리가 직접 제어 장치 역할을 수행하며 계산을 진행합니다. 이를 통해 ALU가 메모리에서 데이터를 가져와 계산하는 과정을 이해하고, 제어 장치의 필요성을 체감할 수 있습니다.

CPU 만들기: 제어 장치(CU)

컴퓨터의 핵심 부분인 CPU를 만드는 마지막 시간입니다. CPU의 가장 복잡한 구성 요소인 제어 장치를 제작하고 명령어 체계를 정의한 후, 이를 바탕으로 프로그래밍이 가능한 컴퓨터를 최종 조립하게 됩니다.

기계어와 어셈블리어 프로그래밍

우리가 제작한 컴퓨터와 정의한 명령어를 이용해 기계어 프로그래밍을 실습합니다. 여기서 기계어 프로그래밍의 단점을 체감하고 'Gamjabler'라는 어셈블러를 이용해 어셈블리어 프로그래밍을 해보며 어셈블리어의 편의성을 알아봅니다.