책너두 (컴퓨터 밑바닥의 비밀) 21일차 이 작은 장난감을 CPU라고 부른다.

• 위대한 발명
• 트랜지스터는 한쪽에 전류를 흘려서 나머지 단자 두 개에 전류가 흐르거나 흐르지 못하게 할 수 있음.
  • 스위치와 동일함.
• 프로그래머가 작성한 프로그램이 아무리 복잡해도 소프트웨어가 수행하는 최종적 기능은 이 트랜지스터의 간단한 개폐 작업으로 완성됨.
• 논리곱, 논리합, 논리부정
• 스위치 두 개를 동시에 켜야만 전류가 흐른다 → 논리곱
• 스위치 둘 중 하나라도 켜있으면 전류가 흐른다 → 논리합
• 스위치를 닫아야만 전류가 흐름 → 논리부정
• 이러한 논리곱, 논리합, 논리부정 게이트로 모든 논리 함수를 표현할 수 있음.
  • 논리적 완전성(logical completness) 라고 함.
    • 이 논리 게이트외에 어떠한 다른 형태의 논리 게이트 회로가 필요가 없음.
    • 위 세 논리 게이트가 논리적으로 완전하다고 간주함.
• 연산 능력은 어디에서 나올까?

ex) 덧셈

• 자리 올림 수는 두 입력 값이 모두 1일 때만 1임.
  • 논리곱 게이트
• 결과 값은 두 입력이 다르면 1, 같으면 0임.
  • 배타적 논리합임.
  • 배타적 논리합 게이트도 논리곱, 논리합, 논리부정 게이트 세 가지로 구성할 수 있음.
• 즉, 위 내용을 세 논리 게이트 회로를 통해 간단한 가산기(adder)를 만들 수 있음.
  • CPU 연산 능력은 여기서 비롯됨.
• 덧셈 외에도 요구사항에 따라 다른 산술 연산도 설계할 수 있음.
  • CPU에 전문적으로 계산을 담당하는 모듈이 있는데, 이게 ALU (산술 논리 장치) 임.
• 신기한 기억 능력
• 정보를 저장할 회로가 있어야함.
  • 입력, 출력들을 저장할 곳이 있어야 하기 때문임.
• 부정 논리곱 게이트 두 개를 조합하여 정보를 ‘기억’ 하는 회로를 영국 물리학자가 개발함.
• 부정 논리곱 게이트 출력은 다른 부정 논리곱 게이트의 입력이 됨.
  • 회로 조합 방식이 독특하며 흥미로운 특성을 보여 줌.
    • 회로에 연결된 단자를 이용하여 회로에 정보를 저장할 수 있음.
    • 이 회로를 좀 더 변경하면, 하나의 비트로 정보를 저장할 수 있는 형태로 바꿀 수 있음.
• 레지스터와 메모리의 탄생
• 이제 우리는 1비트를 저장할 수 있는 회로를 만들 수 있음.
  • 이 회로를 간단히 복제 붙여넣기만 하면 더 많은 비트를 저장할 수 있음.
  • 이러한 조합 회로를 레지스터라고 부름.
• 더 많은 정보를 저장하고 주소 지정 기능을 제공하기 위해 더 복잡한 회로를 계속 구축해야 함.
  • 8비트를 1바이트로 규정하고 각 바이트가 자신의 번호를 받음.
  • 이 부여된 번호를 이용하여 회로에 저장된 정보를 읽을 수 있음. → 메모리 탄생!
• 전원이 연결되어 있으면 정보를 저장할 수 있지만, 전원이 끊기면 저장된 정보는 모두 사라짐.