전기발명
컴퓨터라는 말 뜻 자체가 “계산하다”라는 의미를 내포하고 있고 장치의 기원 역시 인간 두뇌 용량을 넘어서는 복잡한 계산을 돕기 위한 것에서 출발했다고 본다면 전기의 발명은 컴퓨터 역상에서 중요한 전환점이 된다.
전기 발명 이전에는 거대하고 복잡한 수의 계산을 위해 역시 거대하고 복잡한 기계적 장치를 고안해야만 했다. 그러나 1904년 플레밍이 진공관(vacuum tube)을 발명한 이후 전기적 흐름을 수학적 계산 과정에 이용하게 된다. 즉, 전기 회로를 이용한 컴퓨터가 탄생하게 되는 것이다.
진공관을 이용한 전기 발생 원리는 다음과 같다.
아래 그림에서와 같이 유리관의 안쪽을 진공 상태로 만들고 필라멘트에 열을 가하여 전기가 방출되도록 한다. (도체에 열을 가하면 전기가 생기는 현상을 ‘에디슨 효과’라고 한다.) 필라멘트에서 방출된 전기는 플레이트 쪽으로 흐르게 되는데(그림의 파란색 화살표 방향) 필라멘트와 플레이트 사이에는 그리드가 있다. 그리드는 스위치 역할을 해 전기가 흐르게 하거나 흐르지 않게 한다. 구체적으로, 그리드가 (+) 상태이면 전기가 흐를 수 있고 (-) 상태이면 전기가 흐르지 않는다.
이러한 진공관에 전기가 흐르면 1(True 또는 ON)으로 표시하고 전기가 흐르지 않으면 0(False 또는 OFF)으로 표시하여 논리회로를 구성할 수 있다. 오늘날의 컴퓨터는 0과 1의 값만을 갖는 이진수 체계로 계산을 수행한다. 논리연산을 전기 회로로 구현하여 복잡한 계산을 가능하게 하는 원리이다.
아래 그림과 같이 초창기 디지털 컴퓨터는 기판에 여러 개의 진공관을 설치하고 진공관을 흐르는 전류의 흐름을 제어하여 수학적 계산을 하도록 만들었다.
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