도서 소개

코딩 너머 ‘컴퓨터가 작동하는 진짜 모습’을 이해하는 데 주력한 컴퓨터 구조 해설서다. AI 시대에도 살아남을 탄탄한 실력과 응용력을 함양하려면 ‘컴퓨터는 어떻게 작동하는가’라는 질문에 답할 줄 알아야 한다. 하드웨어와 소프트웨어, 어셈블리어, 자료구조, 데이터베이스, 네트워크, 보안 등 컴퓨터의 핵심 기술들을 풍부한 그림과 예제로 설명한다. 특히 ‘입력-연산-출력’이라는 컴퓨터의 3대 원칙을 중심에 두고 내용을 전개하는 것이 특징이다. 하드웨어와 소프트웨어의 지식이 서로 연결되는 지점을 깨닫게 하는 책으로 프로그래머 지망생이나 신입 프로그래머, IT 종사자 등 컴퓨터 기술을 기초부터 다지고 싶은 독자에게 알맞다.

  출판사 리뷰

AI 시대에도 살아남을 IT 지식의 필살기
컴퓨터 작동 원리의 본질을 이해하라

“프로그래밍 직업이 사라질 것이다.” 1978년 노벨경제학상 수상자인 허버트 사이먼은 이렇게 말했다. 이 예측은 결국 현실과 어긋났지만, 지금은 어떨까. 챗GPT가 촉발한 생성형 AI 경쟁은 IT 개발자에게 많은 영향을 미치고 있다. 25년 3월 현재, 글로벌 채용 포털 인디드(Indeed)에 따르면 소프트웨어 개발자 구직 공고는 20년 1월 대비 34% 감소한 상태다. 챗GPT o3 모델의 코딩 포스 점수는 2,727점. 전 세계 개발자 중 175위에 해당하는 점수다. 개발자 구인 수요가 줄어든 현상이 이해되는 대목이다.
코딩을 포함해 컴퓨터 공부는 앞으로 할 필요가 없을까. 자연스레 IT 관련 직업도 사라질까. 이와 관련한 우려와 전망이 엇갈리고 있지만, 컴퓨터 공부를 그만두라는 조언은 아마 최악의 조언일 가능성이 농후하다. AI는 유용한 도구이지, 어떤 일의 주체는 아니기 때문이다. 지금은 물론이고 앞으로도 일의 방향을 결정하고, 사태를 판단하는 몫은 사람이 감당해야 한다. 따라서 AI 도구를 효과적으로 사용해 컴퓨터에 더 정확히 원하는 바를 지시하는 능력을 키워야 할 때다. 이제 IT 개발자에게 요구되는 첫 번째 역량은 최신 기술을 따라가는 것이 아니라 기술의 본질적 이해에 도달하는 것이다. 지금은 진정한 컴퓨터 공부에 더 박차를 가해야 하는 시기다.

진짜 실력과 응용력은 기본에서 나온다
3대 원칙으로 풀어낸 컴퓨터 기술의 구조

《IT 업무의 기본이 되는 컴퓨터 구조 원리 교과서》는 AI 시대를 고민하는 IT 종사자와 지망생들에게 기술의 본질을 익히자고 말한다. 표면적인 기술 사용법만 익혀서는 재빠른 기술 변화에 적응할 수 없으며, 지금이야말로 컴퓨터가 작동하는 구조를 밑바닥 수준에서부터 파헤쳐서 근원적인 원리를 체득해야 한다고 말이다. 기본기를 탄탄하게 다질수록 본인의 응용력이 커지며, AI의 능력을 최대한 끌어내는 능력 또한 커질 것이다.
책은 우선 컴퓨터의 본질을 이루는 3대 원칙을 이야기하며 시작한다. 1) 컴퓨터는 입력, 연산, 출력을 하는 기능이 있다. 2) 프로그램은 명령과 데이터의 집합체다. 3) 컴퓨터는 작동 방식의 특성상 인간의 감각과 다를 때가 있다. 이 세 가지 요소가 어떻게 컴퓨터 기술의 복잡성을 뒷받침하는 기초가 되는지를 알아보며, 최신 기술조차 3대 원칙에서 출발한다는 점을 명료하면서도 흥미롭게 풀어나간다.


회로도와 어셈블리어를 경험하자
코딩 너머 ‘진짜 컴퓨터’를 이해하는 시간

특히나 단순한 구조의 가상 컴퓨터지만 이를 직접 만들어보고, 어셈블리어로 프로그래밍하는 체험은 독자에게 유용하고도 능동적인 학습을 제공한다. 먼저 CPU, 메모리, I/O(입출력 장치) 사이의 데이터 흐름을 상세히 살펴본다. 독자는 회로도를 직접 따라 그리면서 CPU의 레지스터(범용 레지스터, 프로그램 레지스터, 스택 포인터), 메모리 주소선(어드레스), 데이터선 등이 구체적으로 어떻게 작동하며 상호작용하는지를 체험할 수 있다.
이후에는 프로그램의 본질을 ‘명령과 데이터의 집합’이라는 개념으로 소개하고, 이를 C 언어의 소스 코드로 실제 예시를 보여준다. 프로그램 소스 코드가 어떻게 컴파일 과정을 통해 기계어로 변환되는지 설명하는 동시에, 어셈블리어 프로그래밍 체험을 통해 명령어와 데이터가 실제로 어떻게 작동하는지를 이해하도록 돕는다.
이처럼 CPU가 어떤 과정을 거쳐 데이터를 처리하는지, 메모리는 어떻게 명령을 저장하는지, I/O는 어떤 원리로 작동하는지를 직관적으로 파악하는 과정에서 독자는 하드웨어와 소프트웨어의 지식이 연결되는 지점을 발견한다. 이 경험은 단순히 기술 사용법을 익히고 사용하는 데 급급하던 이들의 안목을 한 단계 높은 차원으로 이끌 것이다. 컴퓨터를 바라보는 관점과 이해가 넓어지면, 왜 자신의 코딩에 문제가 발생하는지, 왜 이런 식으로 처리하면 효율이 올라가는지를 깊게 이해하는 첫걸음이 된다.

난관을 돌파하는 기본의 힘
컴퓨터를 둘러싼 핵심 개념을 익혀라

저자는 하드웨어와 소프트웨어가 상호작용하는 원리를 설명한 다음에 알고리즘, 자료구조, 객체 지향, 데이터베이스, 네트워크, 보안 등의 전반적인 내용을 다룬다. 모두가 컴퓨터의 본질을 이해하는 데 필요한 공부이기 때문이다.
알고리즘을 설명하는 장에서는 유클리드 호제법, 소수 판별법, 선형 탐색 등을 살펴보면서 알고리즘적 사고의 필요성을 강조하며, 각 알고리즘이 어떻게 적용되는지를 구체적으로 알아본다. 자료구조는 컴퓨터 공부의 핵심 중 하나다. 책에서는 스택과 큐의 명확한 차이점과 이진 트리, 자기 참조 구조체 같은 다소 난해한 개념도 쉽게 전달하려고 노력한다. 저자는 자료구조를 모르면 컴퓨터 실력이 절대 향상될 수 없음을 강조한다.
객체 지향은 프로그래밍을 처음 공부할 때 반드시 넘어야 할 산 같은 존재다. 저자는 난해한 객체 지향 개념을 독자가 여러 관점에서 바라보고 이해하도록 돕는다. 예를 들어 클래스와 객체 간 메시지 전달 방식을 명확히 하면서 캡슐화, 상속, 다형성 같은 원칙들이 실제 개발 환경에서 어떤 의미인지를 설득력 있게 보여준다. 데이터베이스와 네트워크를 설명할 때도 이론적 설명에 머물지 않고 정규화, 기본키와 외래키 개념, SQL을 활용한 CRUD 작업과 DHCP, DNS 등 네트워크의 실제 운영 과정을 현장감 있게 설명한다. 보안 분야는 공통키와 공개키 암호 방식, 디지털 서명의 개념을 현실 사례와 함께 직관적으로 제시해 독자들이 실무에서 감을 잡을 수 있도록 돕는다.
이 책은 최신 기술을 소개하는 이론서가 아니다. 컴퓨터의 본질을 이해하는 데 주력하며, 나아가 어떤 관점과 마음가짐으로 컴퓨터를 이해하고 공부해야 하는지를 말한다. AI 시대에 필요한 진정한 경쟁력은 기술의 본질적 원리를 이해하고 이를 응용하는 창의성에 있다. 그런 점에서 이 책은 독자가 AI 시대의 주체로 자리 잡을 수 있도록 돕는다고 말할 수 있다. 이 책을 현장에서 살아남고 성장하기 위한 ‘생존 가이드’로 삼아 기초를 다지고, 탄탄한 기반 위에 새로운 기술과 응용력을 쌓아 올리자. 막연한 불안과 두려움을 떨쳐내고 IT 업계에서 진정한 주인공으로 거듭나고 싶다면, 이 책이 현명한 선택지가 될 것이다.

  작가 소개

지은이 : 야자와 히사오
IT 전문 저자 겸 강사. 대형 전자제품 제조회사와 소프트웨어 개발 업체에서 컴퓨터 제조와 시스템 개발 같은 다양한 업무를 경험하며 실력을 쌓았다. 현재는 독립해 데이터 분석 애플리케이션 개발에 종사한다. 본업을 하는 틈틈이 여러 잡지에 IT 칼럼을 기고하거나 관련 책을 집필하는 데에도 힘을 쏟고 있다. 특히 《IT 업무의 기본이 되는 컴퓨터 구조 원리 교과서》 《IT 업무의 기본이 되는 프로그램 구조 원리 교과서》 등은 일본에서만 수십만 부가 넘게 팔리며 컴퓨터와 프로그램을 공부하는 학생과 IT 업계 종사자들에게 반드시 읽어야 할 바이블로 각인됐다. 집필 활동 외에도 IT 기업의 신입 사원이나 컴퓨터 학과 학생들을 대상으로 강연 활동도 활발히 하고 있다. 현재 야자와 주식회사 대표이사다.

  목차

제1장 컴퓨터의 3대 원칙이란?
컴퓨터의 절대적인 기초는 3가지다
하드웨어의 기초는 입력, 연산, 출력
소프트웨어는 명령과 데이터의 집합체
컴퓨터는 뭐든 수치로 나타낸다
컴퓨터는 인간에 근접하기 위해 꾸준히 발전한다
다음 장을 위해 가볍게 예습하기

제2장 컴퓨터를 만들어보자
컴퓨터를 구성하는 장치와 부품
CPU, 메모리, I/O 안에는 상자가 있다
회로도 읽는 방법
전원 배선하기
데이터선 배선하기
주소선 배선하기
제어선 배선하기
그 외의 배선
배선 작업 완료

제3장 한번은 체험해 봐야 할 어셈블리어
고급 언어와 저급 언어
프로그램을 만드는 데 필요한 하드웨어 지식
CPU 레지스터의 종류와 역할
어셈블리어 언어 구문은 하나뿐
프로그램 내용의 설명
CASL II 시뮬레이터를 구해 설치하기
프로그램 작성하기
기계어의 내용 확인하기
CPU와 메모리 상자에서 데이터를 주고받는 모습을 확인하기
명령이 순서대로 실행되는 시스템 확인하기

제4장 강물처럼 흘러가는 프로그램
프로그램 흐름의 3가지 종류
프로그램 흐름을 그림으로 나타낸 순서도
반복 블록을 표현하는 모자와 바지
구조적 프로그래밍이란 무엇일까?
알고리즘을 순서도로 생각해 보자
이벤트 드리븐이라는 특수한 흐름

칼럼 세미나 현장에서 : PC의 분해 실습

제5장 알고리즘과 사이좋게 지낼 수 있는 7가지 포인트
알고리즘은 프로그래밍의 ‘관용구’
포인트 1 : 문제를 푸는 절차가 명확하고 횟수에 제한이 있다
포인트 2 : 감에 의존하지 않고 기계적으로 문제를 풀 수 있다
포인트 3 : 정석 알고리즘을 알고 응용한다
포인트 4 : 컴퓨터의 처리 속도를 이용한다
포인트 5 : 스피드업을 목표로 연구한다
포인트 6 : 수치의 법칙성을 찾아낸다
포인트 7 : 지면에서 절차를 생각한다

제6장 자료구조와 사이좋게 지낼 수 있는 7가지 포인트
포인트 1 : 메모리와 변수의 관계를 이해한다
포인트 2 : 자료구조의 기본인 배열을 이해한다
포인트 3 : 정석 알고리즘으로 배열 사용법을 이해한다
포인트 4 : 정석 자료구조의 이미지를 파악한다
포인트 5 : 스택과 큐의 실현 방법을 이해한다
포인트 6 : 구조체의 시스템을 이해한다
포인트 7 :리스트와 이진 트리의 실현 방법을 이해한다

제7장 객체 지향 프로그래밍을 이야기할 수 있는 힘을 기르자
객체 지향 프로그래밍이란?
OOP를 이해하는 다양한 방법
의견 1 : 부품을 조합해 프로그램을 구축한다
의견 2 : 개발 효율과 유지 보수성을 향상한다
의견 3 : 대규모 프로그램에 적합한 개발 기법이다
의견 4 : 현실 세계를 모델링한다
의견 5 : UML로 프로그램을 설계한다
의견 6 : 객체 간의 메시지 전달로 프로그램이 작동한다
의견 7 : 상속, 캡슐화, 다형성을 사용한다
클래스와 객체의 차이
클래스를 사용하는 방법은 3가지

칼럼 세미나 현장에서: 신입 프로그래머 교육 시 추천하는 프로그래밍 언어는?

제8장 만들면 이해가 가는 데이터베이스
데이터베이스는 데이터 기지
데이터 파일, DBMS, 프로그램
데이터베이스 설계하기
테이블을 분할해 정리하는 정규화
테이블을 결합하는 기본키와 외래키
데이터의 검색 속도를 향상하는 인덱스
DBMS에 CRUD를 지시하는 SQL문
트랜잭션 제어도 DBMS에 맡길 수 있다

제9장 네트워크 명령으로 네트워크 시스템을 확인
네트워크 명령이란?
확인 1 : MAC 주소를 본다
확인 2 : IP 주소와 서브넷 마스크를 본다
확인 3 : DHCP 서버의 역할을 이해한다
확인 4 : 기본 게이트웨이에 PING을 보낸다
확인 5 : TTL의 역할을 이해한다
확인 6 : DNS 서버의 역할을 이해한다
확인 7 : IP 주소와 MAC 주소의 대응을 확인한다
TCP의 역할과 TCP/IP 네트워크의 계층

제10장 데이터를 암호화해 보자
암호화란 뭔가를 살짝 확인하는 것
문자 코드를 바꾸는 암호화
열쇠가 많을수록 어려워지는 해독
암호화와 복호화에서 다른 열쇠를 사용하는 공개키 암호 방식
공개키 암호 방식을 응용한 디지털 서명

제11장 XML이란 무엇인가
XML은 마크업 언어
XML은 확장이 가능하다
XML은 메타 언어
XML은 데이터에 의미를 부여한다
XML은 범용적인 데이터 교환 형식
XML 태그에 이름 공간을 설정할 수 있다
XML의 문서 구조를 엄격하게 정의할 수 있다
XML을 해석하는 컴포넌트가 존재한다
XML은 다양한 상황에서 이용하고 있다

제12장 SE는 컴퓨터 시스템 개발의 현장감독
SE는 시스템 전체에 관여하는 엔지니어
꼭 프로그래머를 경험해야 SE가 되는 것은 아니다
시스템 개발 절차의 규범이란?
각 공정의 작업 내용과 문서
설계란 곧 세분화를 말하는 것이다
테크니컬 스킬과 커뮤니케이션 스킬
IT란 컴퓨터를 도입하는 일이 아니다
컴퓨터 시스템의 성공과 실패
가동률을 대폭 올리는 다중화

맺음말
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