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컴퓨터는 말 그대로 기계입니다. 우리가 쓰는 언어나 그림, 영상, 음악처럼 복잡하고 감성적인 것들은 직접 이해하지 못하죠. 그런데도 컴퓨터가 프로그램을 실행하고 우리가 원하는 작업을 척척 해내는 건, 매우 체계적이고 논리적인 원리 덕분이에요.
이번엔 컴퓨터가 어떻게 프로그램을 이해하고 실행하는지, 그 원리를 알아볼게요.
💡 1. 컴퓨터는 오직 0과 1만 이해해요
- 컴퓨터 내부에서 모든 정보는 이진수(0과 1)로 표현돼요.
- 예를 들어, A라는 글자도 01000001로 저장됩니다.
- 이유는 간단해요. 컴퓨터는 전기가 흐르냐(1), 안 흐르냐(0)만 구분할 수 있기 때문이에요.
🛠 2. 프로그램이란, 컴퓨터에게 내리는 명령의 모음
- 우리가 말하는 프로그램은 사실, 일련의 명령어 집합이에요.
- 예: 계산기 앱은 더해, 빼, 곱해 같은 명령들을 순서대로 실행하는 프로그램이에요.
- 이 명령어들도 결국 컴퓨터 입장에서는 0과 1의 조합이랍니다.
📝 3. 사람은 코드를 쓰고, 컴퓨터는 기계어로 바꿔서 이해해요
- 우리가 작성하는 파이썬, 자바, C 같은 프로그래밍 언어는 사람이 이해하기 쉬운 고급 언어예요.
- 이 언어를 컴퓨터가 알아들을 수 있는 기계어(0과 1)로 번역해주는 것이 컴파일러나 인터프리터예요.
예를 들어:
print("Hello")이 한 줄도, 내부에서는 수십 개의 기계어 명령어로 번역되어 실행돼요.
⚙️ 4. CPU가 명령을 차례차례 실행해요
- 프로그램이 실행되면, 그 명령어들이 CPU(중앙처리장치)로 전달돼요.
- CPU는 다음과 같은 순서로 동작합니다:
- 가져오기(Fetch): 명령어를 메모리에서 읽어와요
- 해독하기(Decode): 이 명령이 무엇을 하라는 건지 분석해요
- 실행하기(Execute): 실제 계산이나 처리를 해요
- 저장하기(Store): 결과를 메모리에 저장해요
이걸 수백만 번씩 반복하면서 프로그램이 작동하게 되는 거예요.
🧠 5. 조건문과 반복문도 이해해요!
- "만약 이렇다면 저렇게 해" 같은 조건문(if)
- "이 작업을 10번 반복해" 같은 반복문(for, while)
- 이런 것도 CPU가 이해할 수 있도록 기계어로 해석돼요.
예:
if 점수 > 60: print("합격")→ 내부적으로는 "점수를 비교해서 크면 이 위치로 점프해 실행"이라는 식으로 바뀌어요.
🔄 6. 프로그램은 메모리를 사용하면서 실행돼요
- 실행 중인 프로그램은 RAM(메인 메모리)에 올라가요.
- 이 메모리에 데이터와 명령어가 저장되어 있고, CPU는 그걸 읽고 실행해요.
- 변수, 배열, 객체 같은 것도 결국은 메모리 공간의 이름일 뿐이에요.
🎮 7. 입력과 출력도 중요한 부분이에요
- 프로그램은 보통 입력(Input)을 받아서 출력(Output)을 만들어요.
- 마우스 클릭, 키보드 입력, 파일 읽기 등
- 출력은 화면에 결과를 띄우거나 소리를 내거나, 파일을 저장하는 것이죠.
- 이 모든 과정도 미리 짜인 프로그램에 따라 정확하게 처리돼요.
🖥 8. 운영체제가 도와줘요
- 컴퓨터가 단순히 프로그램만 돌리는 게 아니라,
여러 프로그램이 동시에 돌아가고, 파일도 관리하고, 메모리도 나눠 써야 하잖아요? - 이걸 도와주는 게 바로 운영체제(Windows, macOS, Linux)에요.
- 운영체제는 CPU 시간 배분, 메모리 관리, 입출력 처리 등을 맡아요.
💡 요약정리
- 컴퓨터는 0과 1만 이해할 수 있어요.
- 사람은 고급 언어로 코딩하고, 컴퓨터는 기계어로 변환해서 실행해요.
- CPU는 명령어를 하나씩 읽고 해석해서 실행해요.
- 조건문, 반복문, 입력/출력도 전부 기계적으로 처리돼요.
- 운영체제가 프로그램 실행을 도와줘요.
이런 복잡한 과정들이 겉으로는 보이지 않지만, 우리가 버튼 하나 클릭했을 때 보이지 않는 무대 뒤에서 수백만 개의 명령어가 작동하고 있는 거예요.
그래서 컴퓨터는 말 그대로 정교하게 움직이는 논리 기계라고 할 수 있죠! 💻✨
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