컴맹탈출(1) - 컴퓨터란 무엇인가

 

컴맹탈출 그 시작은 컴퓨터가 무엇인지 아는 것에서부터 시작합니다.

우리는 컴퓨터로 동영상을 보고 음악을 듣습니다. 발표 자료를 만들기도 하고, 게임을 하기도 합니다. 누군가는 일상을 공유하고, 누군가는 그림을 그리며 컴퓨터로 돈을 벌기도 합니다. 상상할 수 있는 거의 모든 일을 할 수 있는 이 컴퓨터는 마법 상자처럼 보이지만 사실 성능이 좋은 계산기일 뿐입니다.

 

컴퓨터 = 계산기

여러분이 아무것도 하지 않고 마우스만 움직이고 있다고 합시다. 마우스는 컴퓨터에게 "오른쪽으로 3만큼, 그리고 위쪽으로 2만큼 움직였어" 라고 신호를 보냅니다. 신호를 받은 컴퓨터는 지금 마우스 위치에 오른쪽으로 3만큼 더하고, 위쪽으로 2만큼 더해서 새로운 마우스 위치를 계산합니다. 그리고 새로운 위치에 마우스를 옮겨서 그리고 모니터를 통해 화면을 내보냅니다.

이 과정이 매우 빠르게 일어나기 때문에, 마우스를 움직임과 동시에 모니터 속의 커서도 함께 움직이며 자연스럽게 컴퓨터를 사용할 수 있는 것입니다. 유튜브나 게임도 크게 다르지 않습니다. 사용자가 누르는 키보드와 마우스의 움직임에 따라 여러분이 봐야 하는 화면을 그리기 위해 컴퓨터는 지금도 뒤에서 엄청난 양의 계산을 하고 있는 것입니다. 마치 오리가 물 위에 떠있기 위해 쉴새없이 헤엄치고 있는 것 처럼 말입니다.

 

내가 계산을 시킨거야?

맞습니다. 여러분도 모르는 사이에 "성능이 좋은 계산기"에게 엄청난 일을 시키고 있었습니다. 그렇다면 무슨 일을 대체 언제 시킨걸까요? 컴퓨터에서는 여러분이 시키는 일을 프로그램이라고 부르고, 일을 시키는 것을 실행이라고 부릅니다. 네. 여러분이 프로그램을 실행시키는 것이 컴퓨터에게 일을 시킨 것입니다. 이제 여러분이 일을 시키는 순간 컴퓨터 안에서는 무슨 일이 일어나는지 간단하게 살펴보겠습니다.

 

컴퓨터의 구조

컴퓨터는 CPU와 메모리, 그리고 저장소로 이루어져 있습니다. 무슨 소리냐구요? 차근차근 알아보도록 합시다.

CPU (Central Processing Unit, 중앙 처리 장치)

먼저 CPU는 컴퓨터의 계산을 담당하는 핵심 부품입니다. 인간의 뇌와 같다고 볼 수 있으며, 여러분의 컴퓨터에 하나씩 들어있습니다. 한 번쯤 들어 보셨을 만한 Intel이라는 회사가 바로 이 CPU를 만드는 회사입니다. 여기서는 자세히 다루지 않겠지만, 듀얼코어, 쿼드코어와 같은 말은 모두 이 CPU를 두고 하는 말입니다.

메모리와 저장소에 대해 자세히 설명하기 전에, 조금 더 이해하기 쉽도록 비유를 하나 들겠습니다.

선생님이 학생에게 말합니다. "수학 문제집 36쪽까지 풀어"

 

여기서 선생님은 컴퓨터에게 일을 시키는 사용자고 직접 일을 하는 학생은 CPU입니다. 그리고 수학 문제집은 학생이 해야할 일인 프로그램이며, 선생님이(사용자가) 수학문제집을(프로그램을) 풀게(실행) 한 상황입니다.

학생은 선생님이 시킨 일을 하기 위해 책장으로 가서 꽂혀 있는 여러 책 중 수학 문제집을 찾아서 집어듭니다.

 

책장에는 여러분이 언젠가 풀게 될 다른 문제집들도 꽂혀 있고, 과제가 끝나고 볼 만화책도 꽂혀 있습니다. 이렇게 문제집(프로그램)과 만화책들(데이터)이 꽂혀(저장되어) 있는 책장이 저장소입니다. 저장소는 흔히 디스크라고도 부릅니다. 여러분이 들어보셨을 하드디스크(HDD) 그리고 빠른 속도로 최근 떠오르고 있는 SSD(Solid State Drive) 등이 저장소입니다. 그리고 여러분들이 잘 아는 USB와 CD역시 저장소에 해당합니다. 당연하게도 저장소의 크기가 클 수록 더 많은 게임과 프로그램을 설치해 둘 수 있고, 영화, 사진, 음악을 더 많이 저장할 수 있습니다.

학생은 문제집을 풀기 위해 집어든 수학 문제집을 책상 위에 내려놓습니다.

 

문제집을 책장에 꽂아둔 채로 문제를 풀 수는 없습니다. 학생은 "일을 하는 공간"인 책상에 책을 내려놓고 나서야 일을 시작할 수 있습니다. 이 책상이 메모리입니다. 메모리는 CPU가 계산을 하는 공간이며, 프로그램을 실행한다는 것은 일을 하기 위해 저장소에 있던 프로그램을 메모리로 가져온다는 의미입니다. 이 메모리를 흔히 램(RAM)이라 부릅니다. 우리나라의 대표 반도체 기업인 삼성전자는 이 메모리를 만드는 기술에 있어서 세계 최고 수준이라고 평가받습니다.

당연하게도 책상에는 책 여러 권을 내려놓을 수도 있습니다. 여러분이 동영상 강의를 틀어놓고 노래를 들으며 인터넷 뉴스를 볼 수 있는 것처럼 말입니다. 하지만 책상은 책장의 모든 책을 꺼내둘 만큼 넓지 않습니다. 여러분이 동시에 많은 책을 내려 놓기 위해서는 책상이 커야 하듯, 메모리가 커야 동시에 여러 작업을 할 수 있습니다. 책상이 작다면 새 책을 놓기 위해 어쩔 수 없이 원래 놓여 있던 책을 책장으로 돌려 놓아야 합니다.

여기서 이런 의문이 생길 수 있습니다.

"어? 저는 수학 문제집과 과학문제집을 둘 다 펼쳤다고 해도 동시에 풀지는 못할 것 같은데요?"

 

맞습니다. CPU도 기본적으로는 한 번에 하나의 일밖에 하지 못합니다. 동영상 강의와 노래를 같이 재생할 수 없다는 뜻입니다. 하지만 컴퓨터는 약간의 트릭을 사용합니다.

 

여러분이 모르는 사이에

앞서 컴퓨터는 성능이 좋은 계산기라고 했습니다. 여기에 수식어를 하나 추가하겠습니다. 성능이 매우 좋은 계산기입니다.

컴퓨터는 매우 짧은 시간동안 동영상을 재생하고, 그 다음 매우 짧은 시간동안 노래를 재생합니다. 그리고 이 작업을 사용자가 알아채지 못할 만큼 빠르게 반복하면 사용자는 마치 동영상과 노래가 동시에 나오고 있는 것처럼 착각하게 됩니다. 우리가 모르는 사이에 컴퓨터는 수많은 작업을 빠르게 바꿔가며 계산하고 있습니다. 그렇다면 여러분의 컴퓨터는 몇 개의 작업을 동시에 하고 있을까요? 직접 알아봅시다.

윈도우 PC기준으로 Ctrl + Shift + Esc를 눌러봅시다. 뒤에 키를 모두 누를 때 까지 앞의 키는 계속 누르고 있어야 합니다. 잘 누르셨다면 아래와 같이 작업 관리자 창이 나타납니다.

(만약 파일, 옵션, 보기 버튼이나 프로세스, 성능과 같은 버튼이 보이지 않는다면 왼쪽 아래 자세히 버튼을 누르면 됩니다.)

성능 탭을 눌러보겠습니다. CPU, 메모리, 디스크와 같이 앞서 살펴보았던 컴퓨터의 구성 요소들이 나타났습니다. 이 곳에서 지금 컴퓨터의 상태에 대한 다양한 정보를 알 수 있습니다.

컴퓨터마다 구체적인 수치는 모두 다를 수 있습니다

이 중 CPU 항목의 프로세스라고 써진 부분이 바로 현재 컴퓨터가 실행중인 프로그램의 개수입니다. 제 컴퓨터는 232개의 프로그램을 매우 빠르게 바꿔가면서 마치 동시에 실행되는 것 처럼 동작하고 있다는 의미입니다. 여러분의 컴퓨터는 어떤가요?

 

마무리

컴퓨터는 성능이 좋은 계산기일 뿐이라는 사실로 시작해, 실제로 컴퓨터가 어떻게 여러분이 시킨 일을 해내는지 알아보았습니다. 첫 시간에 생각보다 많은 양을 다루었네요. 최대한 쉽게 설명하려고 노력했는데, 이해가 되셨을 지 모르겠습니다. 잘 이해가 되지 않거나 더 궁금한 점은 댓글로 남겨주시기 바랍니다.

 

전문적인 시각에서 바라보면 정확하지 않은 내용이 있을 수 있으나, 컴퓨터를 처음 공부하시는 분들의 이해를 돕기 위함이니 이해 부탁드립니다.

 

 

[컴맹탈출] 컴퓨터와 인터넷, 알고 사용하시나요?

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