요즘에는 어디서든 컴퓨터를 볼 수 있습니다. 집에도 있고 학교에도 있고 언제나 들고 다니는 스마트폰도 컴퓨터입니다.
컴퓨터는 일종의 자동 계산기 입니다. 간단하게는 숫자 계산을 하고, 더 나아가서는 이메일을 보내고, 문서를 작성하고, 동영상을 볼 수 있습니다. 전기를 연결한 기계일 뿐인 컴퓨터는 어떻게 이런 다양한 작업을 할 수 있을까요? 이를 알기 위해 컴퓨터 구조를 살펴봐야 합니다.
컴퓨터는 크게 본체와 입출력장치들로 구성되어 있습니다. 본체 내부에는 여러 가지 장치가 있는데, 그 중 핵심이 되는 것은 메모리와 CPU입니다. 메모리는 프로그램이나 데이터를 저장하는 역할을 하며, 하드디스크나 RAM 같은 보조 기억장치도 일종의 메모리로 볼 수 있습니다. CPU는 명령이 들어오는 경우 이를 계산하고 실행하는 역할을 합니다. 키보드, 마우스 등은 입력장치로 사용자가 데이터를 입력할 수 있는 도구입니다. 컴퓨터로 문서를 작성할 때 키보드로 글자를 입력하거나 윈도우 바탕화면에서 아이콘을 더블 클릭하는 것을 생각하면 쉽습니다. 모니터는 출력장치입니다. 본체에서 계산된 결과를 나타내 주는데, 문서를 작성할 때 키보드로 글자를 입력하면 그 내용을 모니터 화면으로 보거나 바탕화면 아이콘을 더블 클릭하면 해당 프로그램이 모니터 화면에 뜨는 것이 그 예입니다.
마지막으로 [그림 1-2]에서 화살표로 표시된 버스는 데이터와 명령이 컴퓨터 안의 다른 장치로 전달하는 통로 역할을 합니다.
컴퓨터는 사람과 비슷한 구조를 가졌습니다. 컴퓨터를 사람의 신체에 비교하면, 본체는 뇌, 버스는 혈관, 입출력장치는 눈, 입, 손, 다리가 될 수 있습니다. 본체에 CPU와 메모리가 있는 것은 사람의 뇌에는 기억을 저장하는 부분과 생각하는 부분이 있는 것과 같습니다.
사람은 음식을 섭취하여 영양소로 분해한 후 혈관을 통해 이를 몸속 각 부분으로 전달합니다. 이와 비슷한 원리로, 컴퓨터도 전기를 공급받아 버스를 통해 데이터나 명령을 각 장치에 전달합니다. 따라서 컴퓨터 내 데이터와 명령은 모두 전기로 표현되어야 합니다. 컴퓨터는 전기가 낮을 때를 0,높을 때를 1로 인식합니다. 즉, 컴퓨터의 언어(기계어)는 0과 1로 나타나는 2진수가 됩니다. 그렇지만 0과 1로 표현되는 기계어를 사람들이 읽고 쓰는 것이 매우 불편하기 때문에, 사람들은 컴퓨터를 작동하기 위한 소프트웨어를 작성할 때 ‘프로그래밍 언어’를 사용합니다. 다양한 프로그래밍 언어 중 하나가 바로 자바입니다.
프로그래밍 언어는 일상 언어, 특히 영어 단어를 주로 사용합니다. 언어가 단어와 문법을 가진 것처럼, 프로그래밍 언어도 단어와 문법으로 구성되어 있습니다. 프로그래밍 언어로 작성한 내용을 기계어로 변환하는 것을 ‘컴파일Compile’이라고 합니다. 기계어로의 번역이라고 생각하면 쉽습니다. 사람이 프로그래밍 언어로 프로그램 코드를 작성하면, 이를 ‘컴파일러’라는 번역기가 0과 1로 구성된 기계어로 변환하고, 컴퓨터는 이 변환된 코드를 실행합니다.
이 원리는 마치 한국 사람이 아랍어를 읽고 쓰는 것이 매우 어려워서 비교적 배우기 편한 영어로 하고 싶은 말을 글로 작성한 후에 영어 ⇔ 아랍어 번역가에게 부탁하여 아랍어로 번역하는 것과 비슷합니다.
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