[C/C++] 01-1 컴퓨터 시스템과 프로그램의 이해

-목차-

1. Universal Computing Device and Turing Machine 

2. 컴퓨터 시스템 : H/W + S/W 

3. Sequence of Instructions (명령어 순차 조합)

4. 컴퓨터를 활용한 문제 해결 : 

   Transformations between layers of abstraction 

5. Algorithm의 속성

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1. Universal Computing Device and Turing Machine

- Computer가 Universal Computing Device이다. (특정 계산만 행하는게 아닌 여러 일을 수행하기때문이다.)

 

● 튜링 머신이란?

- 어떠한 계산을 수행할 수 있는 수학적 모델 장치 (모든 계산은 튜링 머신을 통해 수행가능하다.)

ex) Black Box Model (과정보다는 입력, 출력의 구현에 초점을 둔 모델)

 

● Universal Turing Machine (모든 튜링머신의 일을 수행할 수 있는 튜링머신)

- 입력 : 데이터 + 계산 설명(다른 튜링 머신들)

- 출력 : 결과

- 계산설명과 데이터의 조합에 따라 결과가 달라지므로 programmable하다.

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2. 컴퓨터 시스템 : H/W + S/W 

- 사용자의 요구에 따라 임의의 다양한 계산을 수행할 수 있는 장치로 개발됨

- H/W : 명령어라 불리는 한정된 기초 연산만 가능하다.

- S/W : 명령어 조합을 통해 순차적으로 실행하면 다양한 계산이 가능하다.

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3. Sequecne of Instructions (명령어 순차 조합)

- 연산(operation) : A(피연산자) +(연산자) B

- 명령어(Instruction) : 명령코드와 피연산자로 구성

 

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4. 컴퓨터를 활용한 문제 해결 (Transformations between layers of abstraction)

● 소프트웨어부분

- Problems (자연어로 표기되는 문제)

- Algorithm

- Program (프로그래밍 언어로 프로그램을 만듬)

- ISA => 기계(CPU)가 직접 해독하고 수행가능한 명령어들의 집합 

● 하드웨어부분

- Micro-architecture (ISA 실행)

- Logic Circuits (기초연산 논리회로)

- Devices

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5. Algorithm의 속성

- 각 단계의 절차가 다음 속성들을 만족해야 한다.

1) Definiteness (명확함)
- 정확히 정의되어야한다.

ex) 소금 약간(X), 소금 2티스푼(O)

2) Effective Computability (효과적인 계산 능력)

- 유한한 길이의 연산자를 사용해야한다.

ex) 제일 큰 자연수(X)

3) Finiteness (유한함)

- 항상 끝이 존재해야한다.

ex) 예외처리 없이 특정수 x를 1이 될 때까지 2로 나누는건 유한하지 않을 수도...

4) Input

5) Output