컴퓨터 구조 : 프로그래밍 관점에서 바라보는 컴퓨터 구조

Abstract

‘컴퓨터 구조’라는 과목은 컴퓨터 분야의 아주 중요한 과목이다. 그런데,‘컴퓨터 구조’를 이야기하기 전에 ‘컴퓨터’가 무엇인가를 먼저 정해야 할 것 같다. 그 이유는 기술이 발전함에 따라 ‘컴퓨터’를 바라보는 관점이 달라지 고, 이에 따라 그 해답도 달라질 수 있기 때문이다.

컴퓨터 기술이 급속도로 발전하고 대중화 됨에 따라, 점점 컴퓨터의 의미가 ‘가정 에서의 TV’, ‘손 안의 장난감’이 되어가고 있다. TV의 개발/사용 초기에는 TV의 제작 기술이 가장 중요한 이슈였지만, 지금은 대부분의 사 람들이 TV의 구조에 대해서는 관심이 없고, TV를 통해 제공되는 콘텐츠에 더 관심이 많은 것처럼, ‘컴퓨터 구조’ 또한 이미 기술적 관심의 대상에서 조금씩 멀어져 가고 있다고 생각한다. 즉, 이제는 조금 더 많은 비중을 컴 퓨터를 이용해서 제공할 수 있는 서비스를 고려한 컴퓨터 구조 학습이 필요하다고 생각된다.

예를 들어 보자. 30~40년 전(1980년대 초반)의 개인용 컴퓨터는 IBM XT 계열이었다. 그 당시의 컴퓨터는 하드웨어가 그리 복잡하지 않았으며, 운영 체제 또한 지금에 비해 아주 간단했다. 또한 프로그래밍 언어의 문법만 익히면, 소프트웨어 프로그래밍이라는 작업도 모두 프로그래머의 머리에서 나오는 작업이었다. 오픈 소스(open source)… 이러한 것들은 관심이 적었던 시절이었다.

이제 2010년대 후반으로 와보자. 지금의 개인용 컴퓨터의 하드웨어의 속도 및 저장 용량을 그때와 단순 비교하면, 지금의 컴퓨터는 그 당시에 비해서 수 십만 배의 성능 향상을 보이고 있고, 운영 체제 또한 엄청나게 복잡해지 고 다양한 기능을 지원하고 있다. 또한 프로그래머들은 프로그래밍 언어의 문법을 익힌 후, 다양한 프로그래밍 개발 환경, 개발 플랫폼, 관련 라이브러리 등의 사용법들을 익혀야만 프로그래밍이 가능하다. 또한 지금은 가상 머신(virtual machines)과 가상화(virtualization) 기술로 인하여 물리적인 하드웨어의 구조보다 소프트웨어에 의한 컴퓨터 구조의 중요성이 더욱 중요해지고 있다.

따라서 예전에는 컴퓨터 구조라는 분야가 하드웨어의 기능에 집중해야 했다면, 이제는 프로그래밍 관점에서 집중할 시대다. 물론 컴퓨터의 기본 원리를 이해한다는 면에서는 컴퓨터 구조에 대한 이해는 여전히 필요하지만, 이제는 프로그래머들이 효율적으로 프로그래밍을 하기 위한 지식 기반을 지원해줄 수 있는 컴퓨터 구조의 중요성이 강조되고 있다는 점이다.

이 책에서는 이런 생각을 바탕으로 논리 회로, 하드웨어 면에서의 컴퓨터 구조 등에 대한 내용은 기본적이고 필수적인 내용을 기술하는 것을 목표로 하고, 소프트웨어 프로그래밍 시에 하드웨어 구조를 고려해서 더욱 효율적 인 프로그래밍을 할 수 있는 기법에 대한 부분을 보강하였다. 또한 최근에 활발하게 사용되는 클라우드 상의 가상 머신에 대한 내용도 추가적으로 정리하였다