컴퓨터 아키텍처 (석기 시대에서 양자 시대까지를 꿰뚫는 컴퓨터 역사)

컴퓨터 아키텍처 (석기 시대에서 양자 시대까지를 꿰뚫는 컴퓨터 역사)

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Vendor: 제이펍 - 찰스 폭스
Type: 컴퓨터구조
SKU: 9791194587439
Categories: ALL BOOKS
Tags: 컴퓨터/IT_컴퓨터공학 컴퓨터아키텍처석기시대에서양자시대까지를꿰뚫는컴퓨터역사
Description
석기 시대 골각기에서 양자 컴퓨팅까지
시대를 거쳐 발전해 온 컴퓨터 하드웨어의 원리와 설계를 깊이 있게 탐구하는 책이다. 기원전 4만 년경의 레봄보 뼈부터 시작하여 주판 같은 수동 계산 도구에서 배비지의 해석기관, 현대의 GPU, 그리고 최첨단 양자 컴퓨팅에 이르기까지 과거와 현재, 미래의 아키텍처를 고찰한다.
저자

찰스폭스

영국링컨대학교의수상경력이있는선임강사다.케임브리지,옥스퍼드,에든버러대학교에서학위를받은폭스는100편이상의연구논문을발표했으며,주로임베디드/스마트/병렬/신경망아키텍처를AI와로보틱스에적용하는연구를해왔다.영국고등교육아카데미펠로(FHEA)이며《DataScienceforTransport》(Springer,2018)의저자다.

목차

지은이·감수자·옮긴이소개xiv
옮긴이머리말xvi
베타리더후기xviii
시작하며xx
감사의말xxxviii

PARTI기본개념
CHAPTER1역사적아키텍처들3
1.1컴퓨터란무엇인가?4
1.2산업혁명이전7
1.2.1석기시대7/1.2.2청동기시대9/1.2.3철기시대11
1.2.4이슬람황금기13/1.2.5르네상스와계몽주의시대15
1.3증기시대17
1.3.1자카르방직기17/1.3.2빅토리아시대의배럴오르간과오르골18
1.3.3배비지의차분기관18/1.3.4배비지의해석기관20
1.3.5기계식미분해석기24
1.4디젤시대25
1.4.1홀러리스표계산기와IBM26/1.4.2전기기계식미분해석기28
1.4.3제2차세계대전의전기기계식기계28/1.4.4추제Z331
1.5전기시대31
1.5.12차대전의순수전자적암호학32/1.5.2에니악33
1.5.3VM에니악35/1.5.4맨체스터베이비35
1.5.51950년대와상업용컴퓨팅37
1.6트랜지스터시대38
1.6.11960년대와대형트랜지스터38/1.6.21970년대와집적회로40
1.6.31980년대황금기41/1.6.4따분한1990년대42
1.6.52000년대와커뮤니티재구성44
1.6.62010년대와무어의법칙의종말45
1.6.7클라우드와사물인터넷(IoT)의2020년대48
1.7그래서최초의컴퓨터는무엇인가?50
이번장요약51
실습과제51
더읽을거리52


CHAPTER2데이터표현53
2.1데이터표현의간략한역사54
2.1.1탤리스틱과거래용토큰54/2.1.2로마숫자56
2.1.3쪼갠탤리56/2.1.4아라비아숫자와기타숫자57
2.2현대적수체계59
2.2.1기수와지수59/2.2.2기수10:십진수60
2.2.3기수2:이진수61/2.2.4기수10,00062
2.2.5기수60:60진수63/2.2.6기수16:16진수63
2.2.7기수256:바이트66/2.2.8진수변환방법66
2.3데이터표현67
2.3.1자연수67/2.3.2정수70/2.3.3유리수71
2.3.4고정소수점72/2.3.5부동소수점72/2.3.6배열73
2.3.7텍스트75/2.3.8멀티미디어데이터표현80/2.3.9자료구조83
2.4데이터측정84
이번장요약86
실습과제86
더읽을거리87

CHAPTER3기초적인CPU기반아키텍처88
3.1음악처리장치88
3.1.1음악에서수치연산으로91/3.1.2수치연산에서계산으로92
3.2배비지의CPU93
3.2.1고수준아키텍처94/3.2.2프로그래머인터페이스95
3.2.3내부하위부품들100/3.2.4내부작동103
이번장요약106
실습과제107
더읽을거리107

PARTII전자회로의계층구조109
CHAPTER4스위치111
4.1유향시스템112
4.1.1체크밸브113/4.1.2열다이오드114/4.1.3PN접합다이오드115
4.2스위치121
4.2.1수압스위치121/4.2.2전기진공관스위치122
4.2.3PNP트랜지스터123/4.2.4수압효과스위치125
4.2.5전계효과트랜지스터126/4.2.6클록127
4.3트랜지스터제조128
4.4무어의법칙130
이번장요약131
실습과제132
더읽을거리132

CHAPTER5디지털논리133
5.1클로드섀넌과논리게이트134
5.2논리게이트135
5.2.1범용게이트식별138/5.2.2트랜지스터로논리게이트만들기138
5.2.3논리게이트를칩에얹기140
5.3부울논리143
5.3.1산술로서의논리144/5.3.2모델검사대증명145
5.4부울논리를이용한논리회로간소화148
5.5디지털논리의구현150
5.5.17400시리즈칩활용150/5.5.2포토공정151
5.5.3PLA151/5.5.4FPGA152
이번장요약154
실습과제154
더읽을거리155

CHAPTER6단순기계156
6.1조합논리157
6.1.1비트별논리연산157/6.1.2다중입력논리연산158
6.1.3자리이동장치158/6.1.4디코더와인코더159
6.1.5멀티플렉서와디멀티플렉서160/6.1.6가산기161
6.1.7부정소자와감산기165
6.2조합논리에서순차논리로166
6.3클록논리169
6.3.1클록플립플롭170/6.3.2카운터171
6.3.3시퀀서172/6.3.4RAM(임의접근메모리)173
이번장요약176
실습과제176
더읽을거리178

CHAPTER7디지털CPU설계179
7.1베이비의프로그래머인터페이스180
7.1.1정지181/7.1.2상수181/7.1.3적재와저장182
7.1.4산술183/7.1.5점프183/7.1.6분기184
7.2어셈블러184
7.3맨체스터베이비의내부구조189
7.3.1레지스터190/7.3.2산술논리장치(ALU)192/7.3.3제어장치(CU)193
7.4전체조립196
7.4.1인출197/7.4.2해독198/7.4.3실행199/7.4.4완전한베이비구현204
이번장요약206
실습과제207
더읽을거리209

CHAPTER8고급CPU설계210
8.1사용자레지스터개수210
8.2명령어개수212
8.3명령어지속시간213
8.4여러가지주소지정모드214
8.5서브루틴217
8.5.1스택없는아키텍처218/8.5.2택아키텍처218
8.6부동소수점처리장치(FPU)220
8.7파이프라이닝221
8.7.1해저드(위험요소)223/8.7.2해저드해결225
8.8비순차실행229
8.9하이퍼스레딩231
이번장요약232
실습과제232
더읽을거리233

CHAPTER9입출력(I/O)234
9.1기본I/O개념234
9.2버스236
9.2.1버스선들237/9.2.2CPU-버스인터페이스238
9.3I/O모듈240
9.3.1제어와타이밍241/9.3.2오류검출243
9.4I/O모듈기법243
9.4.1폴링244/9.4.2인터럽트244/9.4.3직접메모리접근(DMA)246
9.5모듈없는I/O247
9.5.1CPU의I/O전용핀247/9.5.2메모리매핑247/9.5.3버스계층구조247
이번장요약248
실습과제249
더읽을거리249

CHAPTER10메모리250
10.1메모리계층구조250
10.2주메모리252
10.2.1바이트와엔디언253/10.2.2메모리모듈255
10.2.3RAM(임의접근메모리)256/10.2.4ROM(읽기전용메모리)261
10.3캐시263
10.3.1캐시의주요개념265/10.3.2여러가지캐시읽기정책267
10.3.3여러가지캐시쓰기정책269/10.3.4고급캐시아키텍처270
10.4보조메모리와오프라인메모리272
10.4.1테이프273/10.4.2디스크276/10.4.3SSD(고체상드라이브)280
10.53차메모리281
10.6데이터센터281
이번장요약282
실습과제282
더읽을거리283

PARTIII예제아키텍처285
CHAPTER11레트로아키텍처287
11.11980년대황금기의프로그래밍288
11.1.18비트시대290/11.1.216비트시대291
11.28비트CPUMOS6502다루기292
11.2.1내부구성요소292/11.2.2프로그래머인터페이스298
11.3코모도어64로살펴보는8비트컴퓨터설계303
11.3.1아키텍처의이해303/11.3.2C64프로그래밍306
11.4모토롤라68000으로살펴보는16비트컴퓨터설계309
11.4.1내부구성요소309/11.4.2프로그래머인터페이스310
11.5코모도어아미가로살펴보는16비트컴퓨터설계313
11.5.1아키텍처의이해314/11.5.2아미가프로그래밍316
11.6레트로주변기기320
11.6.1CRT(음극선관)디스플레이320/11.6.2사용자입력321
11.6.3직렬포트322/11.6.4MIDI인터페이스322
이번장요약324
실습과제324
더읽을거리326

CHAPTER12임베디드아키텍처328
12.1설계원칙329
12.1.1단일용도329/2.1.2신뢰성329/12.1.3이동성과전력공급329
12.1.4캡슐화330/12.1.5신중한디버깅330
12.2마이크로컨트롤러330
12.2.1CPU331/12.2.2메모리331/12.2.3타이머와카운터331
12.3임베디드I/O332
12.3.1아날로그-디지털변환332/12.3.2임베디드직렬포트333
12.3.3IC간버스334/12.3.4CAN버스335
12.4아두이노336
12.4.1ATmega328마이크로컨트롤러337/12.4.2아두이노보드의나머지부분339
12.4.3아두이노프로그래밍340
12.5그밖의CPU기반임베디드시스템342
12.5.1아두이노없는AtmelAVR342/12.5.2PIC마이크로컨트롤러342
12.5.3디지털신호처리장치(DSP)343
12.6CPU없는임베디드시스템344
12.6.1PLC(프로그래머블로직컨트롤러)345/12.6.2임베디드FPGA347
이번장요약348
실습과제349
더읽을거리349

CHAPTER13데스크톱아키텍처351
13.1CISC설계철학352
13.2마이크로프로그래밍353
13.3x86의역사355
13.3.1선사시대355/13.3.216비트고전시대356
13.3.332비트클론전쟁시대357/13.3.464비트브랜드시대358
13.4x86프로그래밍360
13.4.1레지스터360/13.4.2NASM문법363
13.4.3세그멘테이션372/13.4.4하위호환모드372
13.5PC컴퓨터설계373
13.5.1버스계층구조374/13.5.2공통버스377/13.5.3표준장치380

출판사 서평

컴퓨터의역사로배우는아키텍처의과거,현재,미래
LLM의폭발적확산과바이브코딩같은새로운개발문화의등장으로IT생태계가격변하고있지만,현대적인컴퓨팅의뿌리이자심장에해당하는컴퓨터아키텍처에관한지식은이거센변화의폭풍속에서개발자가올바른방향으로나아가게하는나침반과도같다.
역사,이론,실습,실제사례가조합된이책은빠르게변화하는컴퓨터세계를통찰력있게탐험할수있는기회를제공한다.단지컴퓨터아키텍처에관한텍스트를읽고이해하는것을넘어서,아키텍처를직접만지고,구축하고,프로그래밍해볼기회도제공한다.빅토리아시대에설계된찰스배비지의해석기관을프로그래밍하면서CPU의기본구조를탐구한다.전자부품들에대한이해를8비트와16비트레트로게임컴퓨터인코모도어64와아미가로까지확장하고프로그래밍해본다.주류아키텍처인x86과RISC-V를깊게파헤치고,클라우드와슈퍼컴퓨터는물론미래의기술에관한아이디어들도살펴본다.
학생이든,전문가든,아니면그냥기술애호가든,모든독자는이책을통해서컴퓨터아키텍처역사의주요이정표를이해하고,오늘날의세계를정의하는기술들과직접교감할수있을것이다.흥미진진하고통찰력넘치는이책을통해서디지털세계를직접체험해보자.

■다양한인코딩방식으로데이터를표현하는방법과디지털논리게이트를구축하는방법
■기계어와어셈블리프로그래밍의기초
■파이프라이닝,비순차실행,병렬처리의작동원리와실제사례
■신경망,DNA,광학,양자컴퓨팅의파급력과전망