홍정모의 따라하며 배우는 C언어[0.4~0.6]

안녕하세요. 정말 오랜만이네요. 한동안 정말 뜸했는데 제가 군대에서 적응하느라 정신이 없었어요.. 사실 정신없었다기보다는 너무 나태해졌던 거 같아요. 이제부터라도 다시 정신 차리고 꾸준히 공부하면서 정진해 나가도록 하겠습니다. 그럼 프로그래밍 일기 다시 시작하겠습니다!

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0.4 컴퓨터는 왜 이진수를 사용할까?

흔히들 컴퓨터의 정보는 이진수로 이루어 졌다는 소리를 많이 들어봤을 거예요. 즉 0과 1만으로 모든 정보를 표현할 수 있다는 거죠.

근데 어쩌다가 10진수 16진수가 아닌 이진수로 모든 정보를 표현하게 된걸까요?

그 이유는 진공관의 원리를 통해 알 수 있습니다. 진공관이란 간단하게 말해 Cathode라는 부분에서 전자가 방출되고 Plate 부분에서 이 전자를 받아들입니다. -에서 +로 이동하는 거죠. 이때 중간에 전극을 두고 전압을 걸어주면 이 흐름을 통제할 수 있어요. Cathode에서 Plate로 전류가 흐르면 '1' 전극에 전압을 걸어 전류가 통하지 않으면 '0'이 되는 거예요.이 진공관의 원리는 컴퓨터의 기본 구성요소가 되는 트랜지스터의 원리와 매우 비슷합니다.

 

트렌지스터의 3개의 다리는 각각 C: collector, B: base, E: emiter인데 여기서 C는 진공관의 Cathode E는 Plate B는 중간에 전극과 같은 역할을 한다.0과 1을 표현할 수 있는 이 트랜지스터들이 수십 억 개가 들어가 여러 가지 정보를 처리할 수 있는 장치를 만들었는데 그것이 바로 컴퓨터의 주된 연산과 정보처리를 맡는 'CPU'이다. 

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06. 컴퓨터 메모리의 기본 구조

저번에도 한번 설명했지만 CPU와 가장 가까이서 정보를 주고받는 것은 주기억장치(메모리)이다. 메모리에 중요한 정보를 저장해 놨다가 CPU가 연산할 때 바로바로 가져가서 연산 후 다시 메모리에 돌려놓게 된다. 

메모리는 임의 접근(Random access) 방식을 사용하는데 이는 순차 접근 방식보다 매우 빠르게 정보를 처리할 수 있다. 순차 접근 방식은 하나하나 모든 데이터를 훑어보지만 임의 접근 방식은 해당 데이터의 주소를 주면 바로 그 주소에 해당하는 데이터를 찾아 쓸 수가 있다. 

메모리는 방(cell)의 집합체인데 이 하나의 방은 트랜지스터와 커패시터 하나씩이 존재한다. 트랜지스터를 통해 0과 1로 정보를 나타내면서 1bit씩 저장한다. 흔히 우리 휴대폰 메모리의 용량이 64GB 128GB인 것을 보면 이 하나의 공간이 얼마나 작은지 어림잡을 수 있을 것이다.

위 그림은 어떻게 CPU와 메모리가 데이터를 주고받는지 아주 잘 알려주는 그림이다. CPU와 메모리는 데이터를 주고받을 때 adress bus와 data bus 그리고 control bus를 사용한다. 처음에 control bus를 통해 메모리에 정보를 줄 것인지 받을 것인지를 정하는데 만약 정보를 준다고 하면 adress bus를 통해 정보를 줄 장소를 알려주고 data bus를 통해 해당 데이터를 전달한다. 만약 정보를 받는다고 하면 adress bus를 통해 정보를 받을 메모리 주소를 알려주고 data bus를 통해 그 주소로부터 정보를 받아온다.

이처럼 random access 방식을 사용하기 위해서는 pointer가 필요하고 이를 사용하는 C/C++은 프로그램을 세세하게 제어할 수 있고 속도도 다른 언어에 비해 훨씬 빠르다.

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오랜만에 글을 써서 많이 어색하고 어렵지만 앞으로 계속 발전하는 모습 보여주도록 하겠습니다. 부족한 글 봐주셔서 감사하고 군대에서도 꾸준히 나아가도록 하겠습니다. 좋은 하루 보내세요.

 

출처:https://www.inflearn.com/course/following-c#curriculum

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