청소년
청소년을 위한 교양 컴퓨터구조
루미너리북스 교육출판 에디팅 팀
루미너리북스
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- 소장
- 13,000 ⓒ
| 듣기기능 | TTS지원 | 파일정보 | EPUB |
|---|---|---|---|
| 총 용량 | 3.4 MB | 이용기기 | |
| ISBN | 9791142945687 | ||
책 소개
컴퓨터가 0과 1만으로 어떻게 복잡한 계산을 수행하고 인터넷을 통해 전 세계와 소통하는지 궁금했던 고등학생들을 위한 컴퓨터구조 입문서다. 이 책은 에니악과 튜링머신에서 시작된 컴퓨터 역사부터 폰 노이만 구조의 혁신적 아이디어까지, 현대 디지털 문명의 토대가 된 핵심 개념들을 차근차근 설명한다. 트랜지스터 발명이 가져온 컴퓨터 소형화 혁명과 집적회로 기술의 발전, 그리고 무어의 법칙이 예언한 성능 향상의 역사를 통해 독자들은 오늘날 스마트폰과 노트북이 어떻게 가능했는지 이해하게 된다. 복잡해 보이는 컴퓨터 내부가 사실은 논리적이고 체계적인 원리로 작동한다는 것을 발견하는 즐거움을 제공한다.
이진수 체계와 논리 게이트부터 시작해 CPU 내부 구조까지 컴퓨터의 핵심 동작 원리를 단계별로 탐구한다. 조지 불의 불 대수가 어떻게 AND, OR, NOT 게이트로 구현되고, 이것이 다시 어떻게 복잡한 연산을 수행하는 ALU가 되는지 논리적 연결고리를 명확히 보여준다. 반가산기와 전가산기로 시작되는 덧셈의 원리, 플립플롭과 레지스터를 통한 데이터 저장 방법, 그리고 명령어가 메모리에서 CPU로 이동해 실행되는 인출-실행 사이클까지 컴퓨터가 작동하는 모든 과정을 구체적으로 설명한다. 각 개념은 일상생활의 비유와 함께 제시되어 추상적인 하드웨어 구조도 쉽게 이해할 수 있다.
단순히 기본 구조에 머물지 않고 현대 컴퓨터의 고성능 기술들까지 폭넓게 다룬다. 공장 생산라인처럼 여러 명령어를 동시에 처리하는 파이프라이닝 기법과 하나의 칩에 여러 CPU 코어를 집적한 멀티코어 기술의 원리를 설명한다. 레지스터부터 하드디스크까지 메모리 계층구조가 왜 필요한지, 캐시 메모리가 어떻게 성능을 향상시키는지, 가상 메모리 기술로 어떻게 물리적 한계를 극복하는지 체계적으로 정리한다. RISC와 CISC 아키텍처의 철학적 차이점, 분기 예측과 비순차 실행 같은 고급 기법들도 구체적 사례와 함께 소개해 독자들이 최신 프로세서 기술의 핵심을 파악할 수 있도록 한다.
마지막 부분에서는 양자컴퓨터와 뉴로모픽 컴퓨팅, DNA 컴퓨팅 등 차세대 컴퓨터 기술들을 소개하며 컴퓨터구조 분야의 미래를 조망한다. 임베디드 시스템이 가전제품과 자동차에 어떻게 숨어있는지, 사물인터넷 시대에 어떤 새로운 도전이 있는지도 다룬다. 이 책을 통해 독자들은 단순히 컴퓨터를 사용하는 것을 넘어서 디지털 기술의 본질을 이해하고, 앞으로 전개될 인공지능과 클라우드 컴퓨팅 시대를 더 깊이 있게 바라볼 수 있는 안목을 기를 수 있다. 컴퓨터공학을 전공하지 않더라도 현대 사회를 이해하는 데 필수적인 디지털 리터러시를 갖추고 싶은 모든 이에게 유용한 지침서가 될 것이다.
이진수 체계와 논리 게이트부터 시작해 CPU 내부 구조까지 컴퓨터의 핵심 동작 원리를 단계별로 탐구한다. 조지 불의 불 대수가 어떻게 AND, OR, NOT 게이트로 구현되고, 이것이 다시 어떻게 복잡한 연산을 수행하는 ALU가 되는지 논리적 연결고리를 명확히 보여준다. 반가산기와 전가산기로 시작되는 덧셈의 원리, 플립플롭과 레지스터를 통한 데이터 저장 방법, 그리고 명령어가 메모리에서 CPU로 이동해 실행되는 인출-실행 사이클까지 컴퓨터가 작동하는 모든 과정을 구체적으로 설명한다. 각 개념은 일상생활의 비유와 함께 제시되어 추상적인 하드웨어 구조도 쉽게 이해할 수 있다.
단순히 기본 구조에 머물지 않고 현대 컴퓨터의 고성능 기술들까지 폭넓게 다룬다. 공장 생산라인처럼 여러 명령어를 동시에 처리하는 파이프라이닝 기법과 하나의 칩에 여러 CPU 코어를 집적한 멀티코어 기술의 원리를 설명한다. 레지스터부터 하드디스크까지 메모리 계층구조가 왜 필요한지, 캐시 메모리가 어떻게 성능을 향상시키는지, 가상 메모리 기술로 어떻게 물리적 한계를 극복하는지 체계적으로 정리한다. RISC와 CISC 아키텍처의 철학적 차이점, 분기 예측과 비순차 실행 같은 고급 기법들도 구체적 사례와 함께 소개해 독자들이 최신 프로세서 기술의 핵심을 파악할 수 있도록 한다.
마지막 부분에서는 양자컴퓨터와 뉴로모픽 컴퓨팅, DNA 컴퓨팅 등 차세대 컴퓨터 기술들을 소개하며 컴퓨터구조 분야의 미래를 조망한다. 임베디드 시스템이 가전제품과 자동차에 어떻게 숨어있는지, 사물인터넷 시대에 어떤 새로운 도전이 있는지도 다룬다. 이 책을 통해 독자들은 단순히 컴퓨터를 사용하는 것을 넘어서 디지털 기술의 본질을 이해하고, 앞으로 전개될 인공지능과 클라우드 컴퓨팅 시대를 더 깊이 있게 바라볼 수 있는 안목을 기를 수 있다. 컴퓨터공학을 전공하지 않더라도 현대 사회를 이해하는 데 필수적인 디지털 리터러시를 갖추고 싶은 모든 이에게 유용한 지침서가 될 것이다.
목차
1. 컴퓨터의 탄생과 디지털 혁명의 시작
2. 0과 1로 만드는 디지털 세상의 언어
3. 논리의 아버지 불과 디지털 논리의 세계
4. 조합논리로 만드는 디지털 계산기
5. 시간을 기억하는 순차논리의 마법
6. 컴퓨터 내부의 핵심 부품들
7. 컴퓨터의 두뇌 CPU 해부하기
8. 컴퓨터와 대화하는 명령어의 언어
9. 명령어가 실행되는 신비한 여행
10. 데이터가 흘러가는 고속도로
11. 컴퓨터를 지휘하는 제어장치의 비밀
12. 동시에 여러 일을 하는 파이프라인
13. 빠르고 느린 메모리들의 계층사회
14. 작지만 강력한 캐시 메모리의 힘
15. 무한한 메모리 공간의 환상
16. 바깥 세상과 소통하는 입출력 시스템
17. 긴급상황을 처리하는 인터럽트 시스템
18. 여러 개의 뇌를 가진 멀티코어 시대
19. 컴퓨터 성능을 측정하고 개선하기
20. 단순함과 복잡함의 대결
21. 더 빠르고 똑똑한 프로세서 기술들
22. 작은 컴퓨터 큰 가능성 임베디드
23. 미래를 여는 혁신적 컴퓨터 기술들
24. 컴퓨터구조가 그려가는 디지털 미래
2. 0과 1로 만드는 디지털 세상의 언어
3. 논리의 아버지 불과 디지털 논리의 세계
4. 조합논리로 만드는 디지털 계산기
5. 시간을 기억하는 순차논리의 마법
6. 컴퓨터 내부의 핵심 부품들
7. 컴퓨터의 두뇌 CPU 해부하기
8. 컴퓨터와 대화하는 명령어의 언어
9. 명령어가 실행되는 신비한 여행
10. 데이터가 흘러가는 고속도로
11. 컴퓨터를 지휘하는 제어장치의 비밀
12. 동시에 여러 일을 하는 파이프라인
13. 빠르고 느린 메모리들의 계층사회
14. 작지만 강력한 캐시 메모리의 힘
15. 무한한 메모리 공간의 환상
16. 바깥 세상과 소통하는 입출력 시스템
17. 긴급상황을 처리하는 인터럽트 시스템
18. 여러 개의 뇌를 가진 멀티코어 시대
19. 컴퓨터 성능을 측정하고 개선하기
20. 단순함과 복잡함의 대결
21. 더 빠르고 똑똑한 프로세서 기술들
22. 작은 컴퓨터 큰 가능성 임베디드
23. 미래를 여는 혁신적 컴퓨터 기술들
24. 컴퓨터구조가 그려가는 디지털 미래