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🧱 맨땅에서 컴퓨터 만들기 8화 : 완전체 8비트 CPU 조립 & 첫 실행 – 드디어 프로그램이 살아 움직인다

1화부터 7화까지 우리는비트 → 논리게이트 → 가산기 → ALU → 레지스터 → 제어장치 → 메모리까지 CPU의 모든 핵심 요소를 하나씩 구현해 왔다.이제 드디어 모든 구성요소를 하나로 연결해완전체 CPU를 조립하는 단계에 도달했다.오늘의 목표는 단 하나:“내가 만든 컴퓨터가, 내가 만든 프로그램을 실행하는 순간”을 완성하는 것.✔ 이번 화 목표🔸 1) CPU 전체 모듈 연결🔸 2) 버스(bus) 구조 통합🔸 3) 프로그램 실행 LED 시각화🔸 4) 디버깅 포인트 정리🔸 5) 최종 데모: 12 + 7 = 19 출력1️⃣ 전체 CPU 구조 복습8비트 컴퓨터는 아래 6가지 구성 요소로 이루어진다. ALU - 계산레지스터 - 값 저장(A,B,OUT reg)메모리(RAM) - 데..

AI교육/정보 2025.11.18

🧱 맨땅에서 컴퓨터 만들기 5화 : 레지스터(Register)와 클록(Clock) – CPU의 시간과 기억을 만들다

지난 4화에서는 CPU의 두뇌인 ALU(Arithmetic Logic Unit)를 완성했다.하지만 ALU는 “계산만 할 뿐 값을 저장할 수는 없다.”예를 들어 12 + 5를 계산하면ALU는 17을 만들어내지만, 그 값을 기억하지 못한다.그래서 필요한 것이 바로 레지스터(Register)이다.레지스터는 CPU 안에 있는 초고속 저장장치로,ALU와 함께 CPU 내부의 가장 기본적인 구성 요소가 된다.그리고 이 레지스터와 ALU가 제대로 협력하려면모든 동작의 타이밍을 조절하는 클록(Clock) 이 필요하다.이번 5화에서는 다음을 배운다.✔ 이번 화 목표🔸 1) D 플립플롭(D-Flip-Flop) 개념 이해🔸 2) 1비트·8비트 레지스터 만들기🔸 3) 클록(NE555) 생성기 만들기🔸 4) ALU ↔ 레..

AI교육/정보 2025.11.18

🧱 맨땅에서 컴퓨터 만들기 4화 : 8비트 ALU(Arithmetic Logic Unit) 만들기 – CPU의 두뇌 완성

지난 3화에서는 반가산기와 전가산기를 직접 구현하며“비트를 더한다”는 것이 실제 회로에서 어떻게 이루어지는지 확인했다.이제 본격적으로 CPU의 핵심 장치인ALU(Arithmetic Logic Unit), 즉 “산술·논리 연산 장치”를 만든다.ALU는 CPU의 두뇌이며,모든 계산은 이곳을 통과한다.이번 4화에서는 다음을 목표로 한다.✔ 1) 8비트 덧셈기 구현✔ 2) 2의 보수로 뺄셈 구현✔ 3) 논리 연산(AND, OR, XOR) 추가✔ 4) 제어선(연산 선택 신호) 설계✔ 5) “완전한 8비트 ALU” 완성1️⃣ ALU란 무엇인가?ALU는 CPU 내부에서 다음 연산을 담당한다.덧셈(Add)뺄셈(Subtract)논리연산 (AND, OR, XOR)비교 (Zero flag, Carry flag)즉,“CPU가..

AI교육/정보 2025.11.17

🧱 맨땅에서 컴퓨터 만들기 3화 : 반가산기(Half Adder) & 전가산기(Full Adder) 직접 구현하기

지난 2화에서 우리는 논리게이트가 어떻게 비트를 계산하는지 배웠다.이제 드디어 컴퓨터의 실제 계산의 시작,즉 덧셈 회로(Adder) 를 직접 만들어볼 차례다.CPU의 ALU는 수많은 덧셈 연산을 처리한다.덧셈이 될 때 뺄셈·비교·곱셈·나눗셈도 가능해지기 때문에가산기를 만드는 것은 컴퓨터 제작에서 결정적 단계다.이번 3화에서는 다음 두 가지를 직접 회로로 만든다.✔ 반가산기(Half Adder)✔ 전가산기(Full Adder)그리고 마지막에 8비트 가산기를 만들기 위한 실제 구현 전략까지 안내한다.1️⃣ 반가산기(Half Adder) — 덧셈의 첫 단계반가산기는 두 개의 비트를 더하는 회로이다.출력은 두 가지:Sum(합)Carry(올림)✔ 반가산기 공식Sum = A XOR BCarry = A AND B즉,..

AI교육/정보 2025.11.17

🧱 맨땅에서 컴퓨터 만들기 2화 : 비트, 논리게이트, 그리고 덧셈의 시작

컴퓨터는 상상 이상으로 복잡해 보인다.CPU, ALU, 레지스터, 메모리, 제어장치…하지만 그 모든 구조를 가장 아래층까지 내려가서 살펴보면단 하나의 사실로 수렴한다.컴퓨터는 결국 0과 1만으로 이루어진 논리 기계다. 오늘은 컴퓨터의 모든 구성 요소를 떠받치는가장 근본적인 개념인 비트(Bit)와 논리게이트(Logic Gate)를 이해한다.이 단계를 이해하면 컴퓨터의 모든 연산이 단순한 조합이라는 사실이 보이기 시작한다.1️⃣ 비트(Bit)란 무엇인가?비트는 “Binary Digit”—즉 0 또는 1만 가지는 단위다.컴퓨터는 이 둘만 구별하면 된다.✔ 왜 0과 1일까?전기가 흐르면 1, 흐르지 않으면 0두 상태만 안정적으로 구분할 수 있기 때문이다.✔ 비트를 조합하면 숫자와 문자를 만들 수 있다예) 8비트..

AI교육/정보 2025.11.17

🧱 맨땅에서 컴퓨터 만들기 1화 : 비트부터 시작해 CPU까지

요즘 AI, 코딩, 데이터 과학이 일상처럼 느껴지는 시대지만,정작 “컴퓨터가 어떻게 동작하는지” 알고 있는 사람은 거의 없습니다.우리는 매일 스마트폰을 쓰고, GPU로 AI를 돌리고, 프로그램을 실행하지만그 아래에서 어떤 논리와 전기 신호가 작동하고 있는지는 눈에 보이지 않기 때문입니다.그래서 이번 시리즈는 컴퓨터를 ‘쓰는 사람’에서 그치는 게 아니라,직접 컴퓨터를 만드는 사람으로 넘어가는 도전입니다.말 그대로 “맨땅에서 컴퓨터 만들기”.이것은 단순한 조립 PC 만들기가 아닙니다.CPU, ALU, 레지스터, 메모리, 제어장치까지 모든 것을 직접 손으로 만들며 이해하는 여정입니다.🔍 왜 컴퓨터를 직접 만들어야 할까?1) 복잡한 기술을 가장 쉽게 이해하는 방법컴퓨터 구조는 이론으로 배우면 어렵게 느껴집니다..

AI교육/정보 2025.11.17