'삼체:문명의 경계' 인간 컴퓨터의 원리 쉽게 살펴보기

 

삼체 : 문명의 경계

'물리학은 존재하지 않는다'라는 유서을 남기고 전 세계의 유명한 기초과학자들이 잇따라 자살하자 ‘스창’ 형사는 니노 과학자인 ‘왕먀오’에게 국제적 과학 학술 단체 ‘과학의 경계’에 들어가 잠입 수사를 도와달라고 제안하며 일어나는 이야기를 그린 드라마

시간

(2023-01-15~)

출연

장로일, 위허웨이, 왕자문, 임영건, 리샤오란, 왕전군, 도송암, 장준녕

채널

We TV

오늘은 유명한 SF소설인 '삼체'에서 등장하는 인간 컴퓨터 이야기를 통해 컴퓨터의 기본 연산자와 구동 원리를 재미있게 풀어보려고 합니다. 최근에서야 저는 드라마로 제작된 '삼체'를 재밌게 보았는데요. 범우주나 문명이라는 기준에서는 정말 인간은 한 없이 작은 존재라는 것을 다시 한번 느끼게 되었습니다.

스토리의 진행 과정에서 아직 문명이 발전하지 못한 세 개의 해가 뜨는 '삼체'에서 계산을 위해 '인간컴퓨터' 를 만드는 흥미로운 장면이 나오는데요. 이 장면에서 IT 지식이 전혀 없는 시청자는 재미를 느끼기가 어려울 수 있는 부분이 있을 것 같아 재밌게 풀어낸 장면에서도 호불호가 갈리는 것 같습니다.

하지만 이 장면은 우리가 일상적으로 사용하는 컴퓨터가 어떤 원리로 동작하는지 쉽게 이해할 수 있게 정말 잘 표현해준 장면입니다. 오늘 포스팅을 통해 저와 함께 장면을 되짚어보며 재밌게 알아가 보셨으면 좋겠습니다.

 

'삼체' 속 인간컴퓨터의 수많은 사람들이 컴퓨터 대형으로 선 모습

영화 '삼체'의 인간 컴퓨터 이야기

'삼체'는 중국의 유명한 과학 소설 시리즈로, 여러 흥미로운 과학적 개념을 다루고 있습니다. 그 중에서도 특히 눈에 띄는 장면은 바로 "인간 컴퓨터"입니다. 이 장면에서는 수많은 사람들이 각각 하나의 '비트' 역할을 하며, 컴퓨터처럼 거대한 연산을 수행하는데요. 컴퓨터의 원리를 알고 시청했다면 정말 흥미로운 장면이라고 생각합니다.

수많은 사람으로 이루어진 컴퓨터는 각 사람이 0 또는 1을 표시하고, 이를 통해 복잡한 연산을 수행합니다. 이 장면은 컴퓨터의 기본 원리를 아주 직관적으로 보여줍니다.

컴퓨터의 기본 연산자

컴퓨터는 여러 가지 연산을 수행합니다. 그 중 가장 기본적인 연산자는 다음과 같습니다:

• AND (논리곱): 두 값이 모두 1일 때만 결과가 1입니다.
• OR (논리합): 두 값 중 하나라도 1일 때 결과가 1입니다.
• NOT (논리부정): 값이 1이면 0, 0이면 1로 변환합니다.
• XOR (배타적 논리합): 두 값이 다를 때 결과가 1입니다. 이 연산자들을 통해 컴퓨터는 복잡한 논리 연산을 수행할 수 있습니다.

연산자	입력 A	입력 B	출력
AND	0	0	0
AND	0	1	0
AND	1	0	0
AND	1	1	1
OR	0	0	0
OR	0	1	1
OR	1	0	1
OR	1	1	1
NOT	0	-	1
NOT	1	-	0
XOR	0	0	0
XOR	0	1	1
XOR	1	0	1
XOR	1	1	0

병사들이 0,1 표시를 위해 색깔의 봉을 번갈아 드는 모습

컴퓨터의 구동 원리

XNOR 게이트의 구조 표시

붉은색은 0, 흰색은 1을 이라며 병사들에게 가르킨다.

수많은 게이트 연산자가 연결된 모습

컴퓨터는 위에서 언급한 기본 연산자들을 조합하여 복잡한 계산을 수행합니다. 이를 위해 컴퓨터  내부에는 수많은 트랜지스터가 배열되어 있습니다. 트랜지스터는 스위치 역할을 하여 전류의 흐름을 제어하고, 이를 통해 논리 연산을 수행합니다. 클럭 신호 컴퓨터의 모든 연산은 클럭 신호에 의해 동기화됩니다.

• *트랜지스터 : 전류의 흐름을 제어 (전자 소자 스위치 역할)
• 클럭 신호는 일정한 주기로 on/off 신호를 반복하여, 컴퓨터가 각 연산을 수행할 시간을 정해줍니다.
  *클럭 신호 : 컴퓨터의 모든 연산은 클럭 신호에 의해 동기화된다.
  컴퓨터가 각 연산을 수행할 시간을 정해주는 역할
• *메모리 : 데이터를 메모리에 저장하고 필요할 때 이를 불러와서 처리합니다.
  메모리는 주기억장치(RAM)와 보조기억장치(하드 드라이브, SSD)로 구분됩니다.
• *중앙처리장치(CPU)는 연산을 수행하는 핵심 부품입니다. CPU는 명령어 집합을 통해 다양한 연산을 수행하며, 이를 위해 레지스터라는 임시 저장 공간을 사용합니다.

인간 컴퓨터와 디지털 컴퓨터의 비교

인간 컴퓨터와 디지털 컴퓨터의 가장 큰 차이점은 아무래도 처리 속도와 정확성이겠죠? 인간 컴퓨터는 느리고 오류가 발생할 수 있지만, 디지털 컴퓨터는 빠르고 정확하게 연산을 수행합니다.

특징	인간 컴퓨터	디지털 컴퓨터
처리 속도	느림	매우 빠름
정확성	오류 발생 가능	높은 정확성
복잡한 연산	어려움	쉬움
에너지 소모	낮음	높음

 

컴퓨터 연산의 실제 예시

컴퓨터가 숫자 2와 3을 더하는 간단한 연산을 수행하는 과정을 예로 들어보겠습니다.

1. 입력 단계: 숫자 2와 3을 입력합니다.
2. 메모리 저장: 입력된 숫자는 메모리에 저장됩니다.
3. 연산 준비: CPU가 두 숫자를 가져와 레지스터에 저장합니다.
4. 연산 수행: CPU는 더하기 연산을 수행하여 결과를 계산합니다.
5. 결과 저장: 계산된 결과는 다시 메모리에 저장됩니다.
6. 출력 단계: 저장된 결과를 화면에 출력합니다.

이 과정은 매우 빠르게 이루어지며, 사용자에게는 대부분 즉각적으로 결과가 표시됩니다.

 

결론

영화 '삼체'의 인간 컴퓨터 이야기를 통해 컴퓨터의 기본 연산자와 구동 원리를 이해할 수 있게 되셨나요? 컴퓨터는 수많은 트랜지스터와 기본 연산자들을 통해 복잡한 연산을 수행하며, 우리의 일상생활에서 중요한 역할을 하고 있죠.

이제는 삶에서 떼어낼 수 없는 컴퓨터. 우리 생활에서 사용되지 않는 경우가 없죠. 우리가 항상 들고 다니는 휴대폰도 소형컴퓨터니까요. 이처럼 컴퓨터의 원리를 이해하면 더욱 컴퓨터를 활용하는 데에 있어 도움이 될 거라 생각합니다.