줌퓨터: 스위치가 보일 때까지 컴퓨터 속으로 줌인

컴퓨터 속에는 정말 무엇이 들어 있을까요? 줌퓨터는 줌인으로 대답해요. 책상 위 노트북에서 시작해 칩 속으로, 트랜지스터를 지나, 모든 판단을 내리는 작은 스위치까지 내려가요. 사이트의 한 줄 소개는 컴퓨터 속으로, 끝까지 줌인이에요. 🔍

비티를 만나고, 줌인 시작

길잡이는 전자 비티예요. 안녕하세요, 저는 전자 비티예요. 이 노트북 속으로 끝까지 들어가 볼까요? 아래에 단추가 셋 있어요. 들어가기, 나가기, 끝까지 한 번에. 오른쪽 사다리에는 지나갈 층이 L0 노트북부터 칩, 트랜지스터, 논리 게이트를 거쳐 L11 AI까지 놓여 있어요.

구석의 계기판은 지금 크기를 알려 주는데, 들어갈수록 단위가 센티미터에서 밀리미터, 마이크로미터, 나노미터로 바뀌어요.

사진은 어디까지일까

들어가기를 몇 번 누르면 칩에 닿아요. 비티의 설명은 이래요. 실제 사진이에요. 노트북 칩(Apple M1)의 위층 배선을 벗겨 내고 찍었어요. 색은 구역을 알려 주려고 덧칠한 것이고, 사진 아래에 분명하게 구역 위치는 추정이에요라고 적혀 있어요. (Die photo: Fritzchens Fritz, CC0 1.0, via Flickr)

한 걸음 더 들어가면 구석의 표시가 실제 사진에서 설명 그림으로 바뀌어요. 비티도 그렇게 말해요. 여기부터는 설명 그림이에요. 이만큼 작은 부분은 보통 빛으로는 찍을 수 없어서, 사이트는 사진이 어디서 끝나고 그림이 어디서 시작되는지 분명히 보여 줘요.

아이에게 짚어 줄 만한 대목이에요. 어느 그림이 사진이고 어느 그림이 설명 그림인지 가려 보는 것도 과학을 읽는 힘이에요.

스위치 두 개가 판단을 해요

더 아래 L4 논리 게이트에서 비티가 물어요. 이 스위치 두 개로 무엇을 할 수 있을까요? 스위치를 줄지어(직렬) 이으면 둘 다 켜져야 전류가 지나가요. 이게 AND 게이트예요. 나란히(병렬) 이으면 하나만 켜져도 지나가요. 이게 OR이에요.

이 층은 단순하게 그렸다는 점을 솔직하게 밝혀요. 그림은 스위치로 단순하게 그린 설명 그림이에요. 실제 칩(CMOS)의 AND 게이트는 트랜지스터 6개로 만들어요.

게이트 놀이터에는 AND 게이트 하나가 스위치 A·B와 전구 Y에 이어진 채 놓여 있어요. 비티의 질문은 둘 다 켜야 전구 Y가 켜질까요? A가 켜진 상태에서 B도 켰더니 전구가 켜졌어요. 오른쪽 진리표에서는 지금 입력의 줄, 1 · 1 → 1이 빛나요. 위에 늘어선 도전은 정해진 규칙에 맞는 회로를 만들어 보는 과제예요.

블록이 회로가 될 때

블록 코딩을 해 본 사람에게 모든 게 이어지는 전시예요. 왼쪽에는 **a 그리고 (b 아님)**이면 전구를 켜는 if 블록. 그 아래에는 같은 조건의 자바스크립트 if (a && !b). 오른쪽에는 그 조건을 계산하는 회로가 있어요. b는 NOT 게이트를 지나 뒤집히고, AND 게이트가 a와 함께 따져요.

블록을 바꾸면 코드, 회로, 진리표가 함께 바뀌어요.

골라 보기에서 (a 그리고 b) 아님을 고르고, 이어서 *(a 아님) 또는 (b 아님)*을 골랐어요. 회로 모양은 다른데 진리표는 줄마다 똑같아요. 페이지는 이걸 같은 진리표, 다른 회로라고 부르며 드모르간 법칙이라고 설명해요.

다음 이야기

다음 글에서는 왜 그런지 보면 알게 되는 수학 박물관, 매시움을 소개할게요.