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밑바닥부터 배우는 컴퓨터 구조 - 트랜지스터에서 CPU까지

코드를 따라 쓸 수는 있는데 왜 동작하는지 설명하지 못해 답답하신가요? 이 강의는 프로그래밍·하드웨어 선수 지식 없이도 트랜지스터 하나에서 시작해 논리 게이트, 메모리, ALU, CPU를 눈으로 연결합니다. 추상적인 이론을 풍부한 시각 자료와 세 번의 종합 프로젝트로 조립하듯 이해하며, 변수와 함수가 기계어가 되어 실행되는 전 과정을 스스로 설명하는 개발 기초 체력을 완성하세요.

6명 이 수강하고 있어요.

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수강 후 이런걸 얻을 수 있어요

  • 문법을 외워 코드를 따라 치는 수준을 넘어, 내가 작성한 프로그램이 CPU와 메모리에서 실제로 어떻게 실행되는지 설명할 수 있습니다.

  • 변수·함수·조건문·반복문이 기계어와 데이터 흐름으로 이어지는 원리를 이해해, 낯선 코드와 오류도 근거를 갖고 추론하는 개발 기초 체력을 갖춥니다.

  • 메모리·레지스터·주소 같은 핵심 용어를 서로 연결해 이해하여, 자료구조와 운영체제 학습이 훨씬 수월해집니다.

  • 코드의 실행 시간과 메모리 사용량이 달라지는 이유를 컴퓨터 동작 원리로 파악해, 더 효율적인 코드를 고민하는 기준을 갖게 됩니다.

  • 트랜지스터부터 실제 프로그램 실행까지 하나의 지도로 연결해, 운영체제·네트워크·컴파일러 등 다음 CS 과목을 배울 때 길을 잃지 않습니다.


⭐️트랜지스터에서 CPU까지, 밑바닥부터 배우는 컴퓨터 구조⭐️



트랜지스터부터
CPU까지 조립하기


컴퓨터 구조를 건너뛴 채 코딩만 계속하면, 결국 같은 벽을 다시 만납니다.

운영체제에서는 메모리와 프로세스가, 자료구조에서는 시간·공간 비용이, 디버깅에서는 오류 원인이 다시 막연해집니다. 코드 아래에서 CPU와 메모리가 실제로 무엇을 하는지 모르면, 새로운 개념을 배울 때마다 원리 대신 암기로 버티게 됩니다.

이 강의는 그 빈틈을 가장 아래부터 채웁니다. 프로그래밍이나 하드웨어 선수 지식 없이 트랜지스터 하나에서 시작해 논리 게이트, 메모리, ALU, CPU를 차례로 연결합니다. 풍부한 시각 자료와 세 번의 종합 설계 프로젝트를 따라가며 변수와 함수가 기계어가 되어 실행되는 전 과정을 이해하세요.

코딩 실습은 없습니다. 대신 설치나 준비 없이 복잡한 회로와 데이터 흐름을 시각적으로 따라가며, 코드가 왜 그렇게 동작하는지 끝까지 설명할 수 있습니다.

지금 이 기초를 완성하면 이후 운영체제·자료구조·네트워크·컴파일러를 배울 때 낯선 개념도 훨씬 쉽고 빠르게 이해할 수 있습니다.

이 강의에서 얻어갈 수 있는 것

밑바닥부터 컴퓨터 구조를 조립합니다.

추상적인 용어를 외우는 대신, 트랜지스터가 논리 게이트와 연산 회로를 거쳐 CPU가 되는 과정을 눈으로 연결합니다. 세 번의 종합 설계 프로젝트를 따라가며 컴퓨터가 계산하는 원리를 자신의 언어로 설명할 수 있습니다.

비트, 레지스터, 메모리, 명령어처럼 흩어져 있던 CS 개념을 하나의 지도로 연결할 수 있습니다. 운영체제, 자료구조, 네트워크, 컴파일러를 배울 때 새로운 용어에 흔들리지 않는 탄탄한 기반을 갖출 수 있습니다.

변수, 함수, 조건문이 기계어와 데이터 흐름으로 이어지는 원리를 이해합니다. 코드를 외워 쓰는 수준을 넘어, 오류의 원인과 성능 차이를 근거 있게 추론하며 더 나은 코드를 고민할 수 있습니다.

컴퓨터의 핵심 원리를 조립하듯 이해하는 개발자로 성장합니다.
여러분의 성장을 응원하며 함께하겠습니다.

트랜지스터부터 CPU까지, 밑바닥부터 컴퓨터를 이해하세요


코드를 따라 쓸 수는 있지만, 프로그램이 왜 그렇게 동작하는지 설명하기 어렵습니다. 컴퓨터 구조 책을 펼치면 낯선 용어는 늘어나지만, 개념들이 서로 어떻게 이어지는지는 좀처럼 보이지 않습니다.

이 막막함을 어떻게 해결할 수 있을까요?

비트, 게이트, 메모리, 명령어를 따로 외우면 금세 잊히고, 새로운 CS 과목을 만날 때마다 다시 처음부터 공부해야 합니다.

그래서 이 강의는 한 단계도 건너뛰지 않습니다. 먼저 눈으로 확인하고, 앞에서 배운 부품을 다음 개념에 연결하며 트랜지스터에서 CPU까지 차례로 쌓아갑니다.

수강을 마치면 변수와 함수가 기계어가 되어 CPU에서 실행되는 전 과정을 하나의 흐름으로 설명할 수 있습니다.

어렵게 느껴지는 개념일수록 먼저 눈으로 보여주고, 충분히 연결한 뒤 용어를 설명합니다. 트랜지스터에서 프로그램 실행까지 한 단계도 건너뛰지 않는 흐름으로, 여러분이 코드의 본질을 스스로 설명할 수 있도록 안내하겠습니다.



강의 개요

컴퓨터 구조: 밑바닥부터

Section 1

강의 소개 및 학습 목표

트랜지스터 하나에서 CPU와 프로그램 실행까지 이어지는 전체 여정을 먼저 한눈에 봅니다. 선수 지식과 학습 순서를 확인하고, 세 번의 종합 설계 프로젝트에서 무엇을 완성할지 목표를 세웁니다.

Section 2

비트와 이진수: 기계의 언어

컴퓨터의 모든 데이터와 명령이 0과 1로 표현되는 이유를 이해합니다. 이진수·16진수·인코딩·2의 보수를 연결해 기계가 숫자와 정보를 다루는 방식을 익힙니다.

Section 3

트랜지스터와 첫 번째 논리 회로

전압으로 전류를 제어하는 트랜지스터의 원리를 눈으로 확인합니다. 두 트랜지스터가 NOT 게이트가 되는 과정을 따라가며, 물리적인 스위치가 어떻게 계산의 출발점이 되는지 이해합니다.

Section 4

논리 게이트: 칩의 기본 언어

AND·OR·NOT부터 NAND·NOR·XOR까지, 모든 칩이 사용하는 논리의 기본 문법을 익힙니다. 진리표와 게이트 지연을 통해 회로가 판단하고 계산하는 방식을 읽을 수 있습니다.

Section 5

불 대수: 논리의 수학

불 대수와 드모르간 법칙으로 복잡한 논리를 더 단순한 회로로 바꾸는 방법을 배웁니다. 진리표와 카르노 맵을 연결해, 더 적은 게이트로 더 빠르고 효율적인 회로를 설계하는 기준을 세웁니다.

Section 6

조합 회로: 즉각적인 연산

멀티플렉서·디코더·비교기·시프터가 데이터를 선택하고 해석하고 이동시키는 과정을 살펴봅니다. CPU 안에서 ‘어떤 값을 어디로 보낼지’ 결정하는 데이터 처리의 기본 블록을 이해합니다.

Section 7

이진 산술: 회로로 덧셈 구현

반가산기와 전가산기에서 시작해 여러 비트의 덧셈과 뺄셈을 완성합니다. 캐리가 이동하며 생기는 지연과 이를 줄이는 방법까지 비교해, 계산 속도가 회로 구조에 따라 달라지는 이유를 이해합니다.

Section 8

프로젝트: 4비트 ALU 설계

앞에서 배운 논리 게이트, 가산기, 시프터, 멀티플렉서를 하나로 연결해 4비트 ALU의 설계 과정을 완성합니다. 각 부품이 CPU의 계산 장치로 합쳐지는 순간을 시각적으로 확인합니다.

Section 9

순차 논리와 클록: 기억하는 회로

출력의 일부를 되먹임하면 회로가 과거를 기억할 수 있다는 사실을 배웁니다. 래치·플립플롭·클록을 연결해, 상태가 저장되고 정해진 타이밍에 바뀌는 원리를 이해합니다.

Section 10

레지스터와 메모리: 비트 저장

한 비트를 기억하는 회로를 여러 개 묶어 레지스터와 메모리로 확장합니다. 주소로 저장 위치를 선택하고 데이터를 읽고 쓰는 과정을 따라가며, 변수의 값이 실제로 어디에 보관되는지 이해합니다.

Section 11

버스: 부품 간 통신

CPU의 여러 부품이 선을 무한히 늘리지 않고 데이터를 공유하는 방법을 배웁니다. 주소·데이터·제어 신호가 버스를 통해 오가는 모습을 보며 컴퓨터 내부의 데이터 흐름을 파악합니다.

Section 12

유한 상태 기계: 계획된 동작

상태와 입력에 따라 다음 행동을 결정하는 유한 상태 기계(FSM)를 배웁니다. 상태도와 상태표를 회로로 옮기는 과정을 통해, 복잡한 동작을 작은 규칙으로 설계하는 방법을 익힙니다.

Section 13

프로젝트: 신호등 제어기 설계

FSM의 상태·전이·출력 규칙을 실제 신호등 제어 문제에 적용합니다. 요구사항을 상태도로 정리하고 필요한 회로를 설계하는 전 과정을 따라가며 순차 논리의 쓰임을 확인합니다.

Section 14

폰 노이만 구조: 프로그램 내장

명령어와 데이터를 같은 메모리에 저장하는 폰 노이만 구조를 이해합니다. 프로그램이 하드웨어 배선을 바꾸지 않고도 컴퓨터의 동작을 바꾸는 핵심 아이디어와 그 한계를 함께 살펴봅니다.

Section 15

명령어와 기계어: CPU 언어

CPU가 이해하는 명령어 집합(ISA)과 기계어의 비트 구성을 읽습니다. 연산·데이터 이동·분기 명령을 연결해, 사람이 작성한 프로그램이 CPU가 실행할 명령의 연속으로 바뀌는 과정을 이해합니다.

Section 16

데이터패스: CPU 동작 연결

프로그램 카운터, 레지스터, ALU, 메모리를 하나의 데이터패스로 연결합니다. 명령어 하나가 실행될 때 값이 어디에서 출발해 어디를 거치는지 시각적으로 추적합니다.

Section 17

제어: CPU 명령 해석

명령어의 비트를 해석해 데이터패스의 각 부품에 제어 신호를 보내는 원리를 배웁니다. 인출·해독·실행 주기를 완성하며 CPU가 스스로 다음 행동을 결정하는 방법을 이해합니다.

Section 18

파이널 프로젝트: CPU에서 프로그램 실행

앞에서 만든 ALU, 메모리, 데이터패스, 제어 유닛을 하나의 CPU로 통합합니다. 간단한 기계어 프로그램의 각 명령이 인출·해독·실행되는 과정을 끝까지 추적하며 전체 구조를 완성합니다.

Section 19

마무리: 컴퓨터 구조 지도 및 다음 학습

트랜지스터에서 프로그램 실행까지의 흐름을 한 장의 지도로 다시 연결합니다. 배운 개념이 운영체제·자료구조·네트워크·컴파일러와 어떻게 이어지는지 확인하고 다음 학습 방향을 세웁니다.




강의 추천 대상

이런 분들께 추천드려요

문법과 예제 코드는 따라가지만, 자신이 작성한 코드가 왜 동작하는지 설명하기 어려운 프로그래밍 입문자

자료구조·운영체제·네트워크를 배우기 전에 흔들리지 않는 CS 기반을 만들고 싶은 비전공자·예비 개발자




수강 전 참고 사항


실습 환경

  • 코딩 실습은 없습니다. 별도의 프로그램 설치나 실습 장비도 필요하지 않습니다.

  • PC·태블릿·모바일 등 원하는 환경에서 영상과 시각 자료만으로 학습할 수 있습니다.


선수 지식 및 유의사항

  • 프로그래밍 경험이 없어도 괜찮습니다.

  • 코드가 동작하는 원리가 궁금하면 좋습니다.

  • 기초적인 사칙연산과 0과 1에 대한 호기심만 있으면 충분합니다.



이런 분들께
추천드려요

학습 대상은
누구일까요?

  • 프로그래밍을 시작했지만 문법 암기에 머물러 코드가 왜 동작하는지 이해되지 않아 답답한 입문자

  • 운영체제·자료구조·성능 최적화를 제대로 배우기 전에 흔들리지 않는 컴퓨터 과학의 기초를 만들고 싶은 예비 개발자

  • 코드를 따라 작성할 수는 있지만 오류가 나면 원인을 추측하지 못해 디버깅이 막막한 초보 개발자

  • 자료구조·운영체제·네트워크를 배우기 전에 컴퓨터가 데이터를 저장하고 명령을 처리하는 공통 기반부터 잡고 싶은 학습자

  • 비전공자로 개발 공부를 시작해 CS 용어가 서로 연결되지 않고 조각처럼 느껴지는 취업 준비생

선수 지식,
필요할까요?

  • 기초적인 사칙연산 외에 필요한 선수 지식은 없습니다.

  • 프로그래밍 경험도 필요하지 않습니다.

안녕하세요
코딩맥스 CodingMax입니다.

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수강생

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수강평

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답변

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강의 평점

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강의

안녕하세요. 유튜브에서 즐거운 코딩 경험 - 코딩맥스(CodingMax) 채널을 운영하고 있는 코딩맥스입니다.
삶을 살아 가면서 새로운 지식을 배우고 나누는 것을 좋아 합니다. 😊

 

📺 https://www.youtube.com/@coding-max
📘https://www.codingmax.net

 

항상 유익하고 알찬 내용으로 찾아 뵐게요!

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커리큘럼

전체

103개 ∙ (11시간 37분)

강의 게시일: 
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