Crash Course #2 전자 컴퓨팅

Crash Course 2강 전자 컴퓨팅을 듣고 쓴 정리글입니다.

 

인구증가가 데이터증가로 이어지면서 계산의 필요성이 증가하였습니다.

동시에 사물함 사이즈의 기계적인 컴퓨터는 유지하기에 큰 비용이 들었습니다.

15m에 달하는 축을 오른쪽으로 작동시키는데 

5마력의 모터로 작동되는 기계를 따로 사용해야 했습니다. 

이때의 컴퓨터는 전류의 유무에 따라 회로를 여닫는 장치인 계전기를 사용했습니다. 

계전기는 제어선이 회로가 닫힐지 열릴지를 결정했습니다.

회로가 연결된 모습

회로가 끊긴 모습

제어선은 연결 안쪽의 내부 코일선과 연결됩니다.

전류가 코일로 흐를 때 전자기장이 만들어지고 금속 기계팔을 끌어 당겨 회로를 닫습니다.

(수도꼭지에 비유할 수 있고, 제어선을 수도꼭지 손잡이에 비유할 수 있습니다.)

하지만 계전기에 있는 기계팔은 무거워서 열고 닫는데 시간이 걸렸고,

시간이 지남에 따라 마모된다는 단점이 있었습니다.

이는 복잡한 문제를 계산하는 데 어려움이 있었습니다.

 

이후에 열 이온 밸브라는 것이 나왔습니다.

밀폐된 유리 전구 안에 두개의 전극을 가둔 것입니다. 

이것은 최초의 진공관이였습니다. 

하나의 전극이 가열되면 전자를 방출했습니다.(열 이온 방출)

다른 전극은 이 전자를 끌어당길 수 있습니다. 

이렇게 전기의 흐름을 만들 수 있지만 양극으로 충전된 상태에서만 진행되었습니다. 

그렇기 때문에 한쪽으로만 전기를 흐를 수 있었는데 이러한 전자 부품을 다이오드라고 합니다. 

 

하지만 우리가 정말 필요한 건 전기의 흐름을 껐다 켤 수 있는 스위치였습니다. 

이때 열이온 밸브에서의 두개의 전극 사이에 세 번째 제어 전극을 추가했습니다. (3극 진공관)

세 번째 제어 전극에 양전하를 더하면 이전과 같이 전류를 흐를 수 있었고,

음전하가 주어지면 전자의 흐름을 막았습니다. 

이런식으로 회로를 열거나 닫을 수 있었습니다. 

계전기와 비슷하지만 진공관은 마모가 적었고, 1초에 수천번을 전환할 수 있었습니다. 

이는 라디오, 장거리 전화와 같은 많은 전기 기계들의 기본이 되었습니다. 

 

이 진공관이 컴퓨터에 사용되기 시작하면서

전자 기계식 컴퓨팅에서 전자식 컴퓨팅으로의 전환을 의미합니다. 

 

진공관을 사용한 컴퓨터인 'Colossus'는 

나치통신을 해독하기 위해서 사용되었는데

코드를 해독하기 위해 열개의 컴퓨터가 더 필요했고,

따라서 최초로 프로그래밍이 가능한 전자 컴퓨터로 여겨집니다.

여기서 프로그래밍은 플러그보드에 수백개의 선을 꽂으면서 진행됩니다. 

그리고 2년후 애니악이 나오게 됩니다. 

하지만 진공관을 사용한 컴퓨터는 한번에 반나절씩 꺼지는 문제가 있었습니다. 

 

속도와 안정성을 개선하고 가격과 크기를 줄이기 위한 전자 스위치가 필요했습니다. 

곧 트랜지스터가 발명되었고, 컴퓨팅의 새로운 시대가 탄생했습니다. 

트랜지스터는 계전기와 진공관과 비슷하게 제어선을 통한 전력공급으로

회로를 열거나 닫을 수 있는데,

두개의 전극이 반도체로 분리되어있습니다. 

이 경우에는 제어선이 게이트 전극에 닿아 게이트 전하를 변화시키면

반도체 물질이 전도도가 조작되어 전류를 흐르게 하거나 멈출 수 있습니다.

트랜지스터는 1초에 만 번이나 스위치를 끄고 켤 수 있었습니다. 

또한 유리로 된 진공관에 비해 잘 부서지지 않는 고체제형이였고,

계전기나 진공관보다 더 작게 만들 수 있었습니다. 

횔씬 더 작고 저렴한 컴퓨터를 만들 수 있게 된 것입니다. 

 

다음시간에는 트랜지스터로 모터나 기어없이 계산을 어떻게 하는지 알아본다고 합니다!