컴퓨터는 어떻게 0과 1만으로 복잡한 계산을 다 처리하나요?

Question

디지털논리회로를 배우는데 컴퓨터 내부는 결국 0과 1의 이진법으로 동작한다고 들었어요. 이렇게 단순한 두 가지 신호만으로 어떻게 문서 작업이나 영상 재생 같은 복잡한 작업까지 처리할 수 있는 건지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

컴퓨터는 결국에는 전기가 흐르는 1의 상태랑 흐르지 않는 0의 상태로 단순히 신호를 조합해서 일을 처리합니다. 이 단순한 0과 1의 조합들이 모이게되고, 데이터를 전송하고 저장하는 거죠. 그리고 이를 논리회로로 계산하면은 덧셈과 뺄셈같은 연산이 진행됩니다. 그래서 이 연산들을 빠른 속도로 반복하다보면 글씨도 써지고, 영상도 재생되게 되는 원리이죠.

결국에는 컴퓨터는 복잡한 구조에 있는 것도 있지만, 단순한 0이랑 1의 초당 수십억번 처리하는 속도와 이를 층층이 쌓아 올린 구조에 있다고 이해해 주셔도 좋을 것 같습니다. 예시로 우리가 보는 모니터 화면도 결국에는 미세한 불빛들이 꺼지고 켜지는 것의 반복인것을 생각해 주시면 더 이해가 편하실것 같습니다.

Answer 2

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.

컴퓨터가 0과 1만 쓴다는 말은 실제로는 전압이 낮은 상태와 높은 상태를 구분해서 쓴다는 것으로 이해하시면 됩니다.

트랜지스터가 전류를 끄고 켜면서 0과 1을 만들고, 이것들이 모이면서 AND, OR, NOT 같은 논리회로가 만들어집니다. 이 논리회로를 조합하면 덧셈, 비교, 저장, 선택 같은 기본적인 동작을 할 수 있게 되는 것입니다.

문자나 사진, 음악, 영ㅅ아 등도 결국에는 컴퓨터 안에서는 숫자로 바뀌어서, 그 숫자들이 다시 0과 1의 묶음으로 저장되게 됩니다. 글자는 문자 코드로, 사진은 픽셀 값으로, 소리는 일정한 간격으로 측정된 숫자 값들로 표현되는 것입니다.

우리가 잘 아는 CPU는 이런 0과 1 묶음을 명령어로 읽고, 아주 단순한 계산과 이동을 엄청나게 빠른 속도로 반복하는 것입니다. 컴퓨터의 복잡한 작업이라는 것이 결국에는 0과 1 자체가 똑똑해서가 아닌, 단순한 스위치 동작을 엄청 많이 조합해서 빠르게 반복하기 때문에 가능한 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

컴퓨터는 전압의 높고 낮음을 0과 1로 표현하고 이를 처리하는 논리게이트와 플립플롭이 모여 덧셈 비교 저장 같은 기본 연산을 수행합니다 이러한 기본 연산들이 CPU의 명령어와 운영체제 프로그램을 통해 수십억 번 조합 반복되면 문자 이미지 소리영상 등 모든 데이터를 처리합니다 즉 복잡한 문서 작성이나 영상 재생도 결국은 0과 1의 조합으로 표현된 데이터를 초고속으로 계산하고 제어한 결과입니다