머신러닝 기초 | 파이썬을 위한 컴퓨터 공학

컴퓨터의 기본 구조

컴퓨터는 빠른 계산을 위해 만들어졌습니다. 그리고 현대의 컴퓨터 내부의 구조는 아래 메인보드를 중심으로 구성됩니다. 메인보드에는 CPU, GPU, RAM, 입출력단자, 주기억장치(HDD, SDD)로 이루어져 있습니다.

메인보드 사진

 

CPU와 메모리 

CPU와 메모리의 작업 플로우 - 위키

우리가 컴퓨터를 작동시키는데 필요한 정보들은 첫째로 메모리에 올라가고, CPU는 이를 가져와 연산을 시작합니다. 그리고 해당 결과를 모니터에 띄우는 것이 컴퓨터의 기본적인 작동 원리입니다. 

 

데이터의 저장 원리

컴퓨터는 외워야할 데이터별로 주소를 가지고 있습니다. 특정 데이터를 외우고 있어야 한다면, 이 데이터에게 마치 사람의 거주지 주소처럼 컴퓨터 내에 위치해야 할 주소를 부여하여 가지고 있는 것입니다. 아래 그림을 보면 특정 위치 125번에 있는 메모리를 참고 있는 CPU의 모습을 볼 수 있습니다.

 

CPU와 메모리

 

컴퓨터는 0과 1밖에 모른다

컴퓨터는 0과 1밖에 사용하지 않습니다. 이를 이진법이라고 부릅니다. 그래서 초기 코딩은 아래와 같은 종이에 0과 1을 구분하는 구멍을 뚫어 작동하도록 만들었습니다.

천공카드

 

현대의 소프트웨어 공학

우리는 이제 컴퓨터와 대화할 수 있는 인터프레터(변역기)를 활용해 코딩을 합니다. 컴퓨터는 0과 1밖에 못 알아들으니까, 사람이 하는 말을 바로 이해할 수 있도록 중간에 번역기를 활용하는 것이죠. 우리가 활용하는 개발 언어들 (파이썬, 자바스크립트)등이 이러한 번역기(인터프레 터)의 역할을 합니다. 

 

그러면 이제 파이썬 번역기를 사용해 공부를 시작해보도록 하겠습니다. (ipython 활용)

파이썬 인터프레터 활용 예시 - iterm

위를 보시면 ipython을 입력해 인터프레터를 실행한 후에 컴퓨터에게 사람의 언어로 1+12 를 물으면 13을 출력합니다. 마치 초등학생에게 더하기를 묻는것과 같습니다. 

 

하지만 exit을 입력해 파이썬 통역기를 종료후 1+12를 물으면, 1+12같은 명령어가 뜻하는 바를 찾을 수 없다는 결과를 출력합니다.