본문 바로가기
CE

Switch로 컴퓨터(or 디지털논리회로) 만들기 - Claude Shannon (1937)

by ds31x 2025. 3. 11.
728x90
반응형

왜 switch들의 조합으로 컴퓨터가 되나?

  • 1937년, Claude Shannon은 석사 논문(21세)으로
  • A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits”를 발표하면서
  • Switch를 통해 인간의 논리 (정확히는 Boolean Algebra)를 구현할 수 있음 을 증명함.

2025.03.11 - [CE] - [CE] Claude Shannon

 

[CE] Claude Shannon

Claude ShannonBoolean Algebra에 기반한 디지털 컴퓨터 의 논리적 기반을 제안하고,Entropy를 정의하면서 정보이론이라는새로운 학문을 개척하였으며,신호처리에서 Nyquist 의 연구를 기반으로 Sampling Theore

ds31x.tistory.com


1. Switch(or Relay)와 불 대수(Boolean Logic)의 연결

  • 스위치 닫힘 = 참(True, 1)
  • 스위치 열림 = 거짓(False, 0)
  • 직렬 연결 = AND 연산 (두 스위치가 모두 닫혀야 전류 흐름)
  • 병렬 연결 = OR 연산 (하나라도 닫히면 전류 흐름)

https://dsaint31.me/mkdocs_site/CE/ch01/ch01_13_boolean_algebra/?h=boolean

 

BME

Boolean Algebra De Morgan's Law Gate Boolean Algebra George Boole(1815-1864, 영국)이 고안한 logic을 다루는 algebra로 "True, False를 수학적인 영역으로 포함"시켜 참과 거짓을 1,0에 대입하고, AND, OR, NOT 등의 Logical Operat

dsaint31.me


Shannon 은 MIT 대학원생으로 지도 교수였던

Vannevar Bush 가 만든 기계식 아날로그 컴퓨터 의 유지 보수에 참여하면서
전자기 릴레이 스위치 (Relay)의 open과 close
Boolean Algebra의 False와 True 에 해당한다는 통찰을 얻음.

이 통찰이 20세 석사 논문 중 최고라고 꼽히는 “Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits" 로 이어짐.

 

https://direct.mit.edu/books/edited-volume/5003/chapter-abstract/2657031/A-Symbolic-Analysis-of-Relay-and-Switching?redirectedFrom=PDF


2. 복잡한 논리 구현 - 스위치의 조합

  • 스위치 조합으로 NOT 연산(반전) 가능.
  • 이전 스위치 상태에 따라 다음 스위치 동작 제어 => 조건문(if/else) 구현 가능.

19세기 수학자 George Boole(조지 불)의 Boolean Algebra를 전기 회로로 구현할 수 있음을 증명함으로서
Logic이 전기/전자회로의 switch의 조합으로 구현될 수 있음을 제시.

이 논문이 나올 당시 Boolean Algebra는 수학자들만이 다루던 분야에 불과.
이 논문 덕에 Shannon은 디지털회로설계의 아버지라고도 불림.


3. 이 논문의 가치

  • 디지털 회로의 기초: Logic Gate (논리 회로)(AND, OR, NOT)의 이론적 기반 제공.
  • 컴퓨터의 뿌리: 현대 프로세서와 Sequential Logic Circuit의 이론적 토대.

https://dsaint31.tistory.com/406

 

[CE] (Logic) Gates

What Gate IsCombinatorial Logic (조합논리)에서 사용되는 Boolean Function들을 구현하고 있는 Chip (or Circuit)을 가르킴.Texas Instruments가 1960년대 중반의 5400과 7400 계열의 IC(Integrated Circuit)로 NAND Gate를 출시(1IC

dsaint31.tistory.com

https://dsaint31.me/mkdocs_site/CE/ch02_co/ce02_04_0_gate/?h=gate

 

BME

Boolean Combinatorial Gate Glitch Gates Combinatorial Logic(조합논리) Circuit의 Boolean Function들을 구현한 H/W. 보통 IC 로 구현되지만, Transistor로 구현 할 수도 있으며 FPGA에서는 아예 HDL을 통해 programming 형태로 이

dsaint31.me

 


같이보면 좋은 자료들

https://core-basic.tistory.com/entry/컴퓨터7-스위치와-릴레이-회로-그리고-AND-OR-NOT-XOR-게이트

 

[컴퓨터][7] 스위치와 릴레이 회로 그리고 AND, OR, NOT, XOR 게이트

※ 해당 게시글은 주제를 탐구하면서 주관적인 생각을 정리 한 글입니다.이전 글을 통해서컴퓨터 발전에 중요한 기반이었던 전기 통신을 간단히 살펴보았다.전자석이 무엇인지,  사무엘

core-basic.tistory.com

 

https://dsaint31.tistory.com/696

 

[CE] From Transistor To Gate

From Transistor To Gate BJT (Bi-Junction Transistor) 를 이용한 가장 간단한 형태의 NAND와 NOR 구현은 다음과 같음.이처럼 기본적인 Switch (or Amplifier)인 Transistor로 Logic Operation을 수행하는 Gate를 구현할 수 있

dsaint31.tistory.com

 

'CE' 카테고리의 다른 글

Text File and Binary File: Hex Code  (0) 2025.03.11
Apple II (1977년, Apple ][ )  (0) 2025.03.11
Claude Shannon  (0) 2025.03.11
[CE] Differential Analyzer (미분해석기, 1931)  (0) 2025.03.11
[CE] Z3  (0) 2025.03.04