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“밑바닥부터 컴퓨터를 만들어 보면서 컴퓨터의 작동 원리를 이해한다!”

이 책은 Nand라는 가장 기초적인 논리 게이트에서 시작해서 테트리스를 포함한 그 어떤 프로그램이라도 실행할 수 있는 범용 컴퓨터 시스템을 직접 만들어 보는 여정을 담고 있다. 12개 장에 걸친 프로젝트를 통해 독자들이 단순하지만 강력한 컴퓨터 시스템의 하드웨어 플랫폼과 소프트웨어 계층 구조를 단계적으로 구현할 수 있도록 안내한다. 독자들은 이 과정을 통해 하드웨어, 아키텍처, 운영체제, 프로그래밍 언어, 컴파일러, 데이터 구조 및 알고리즘, 소프트웨어 엔지니어링에 대한 실무 지식을 얻게 된다. 또한 이렇게 하나씩 쌓아 올리는 방식을 통해 독자들은 컴퓨터 과학 지식의 핵심적인 부분을 이해하고, 주요 이론 및 응용 기술을 하나의 틀로 통합할 수 있다.

컴퓨터 시스템의 큰 그림을 그릴 수 있게 해주는 컴퓨터 과학 필독서!

많은 대학, 코딩 부트 캠프, 해커 클럽, 온라인 강좌 플랫폼에서 ‘Nand to Tetris’라는 강의의 교재로 활용되어온 《밑바닥부터 만드는 컴퓨팅 시스템》이 새롭게 개정되어 출간되었다. 이 책은 ‘Nand to Tetris(Nand에서 테트리스까지)’라는 하나의 큰 프로젝트로 구성되어 있다. Nand라는 가장 기초적인 논리 게이트에서 시작해서 12개의 서브 프로젝트를 수행하고 나면, 테트리스 게임뿐 아니라 어떤 프로그램도 실행할 수 있는 범용 컴퓨터를 완성하게 된다. 이 책에서 설명한 컴퓨터 시스템은 진짜로 만들 수 있고, 실제로 작동한다! 이 책은 소매를 걷어붙이고 기꺼이 컴퓨터를 밑바닥부터 만들어 보려는 적극적인 독자를 대상으로 한다. 여러분이 시간과 노력을 들여 차근차근 만들어 본다면, 단순히 관련 지식을 읽어 볼 때보다 비교할 수 없을 만큼 컴퓨터에 대한 이해도가 높아질 것이다.

[2판에서 달라진 점]
새롭게 개정된 2판은 크게 ‘1부: 하드웨어’와 ‘2부: 소프트웨어’로 나누어 재구성하였다. 모든 장과 프로젝트는 구현에서 추상화를 분리하는 데 중점을 두어 다시 쓰였으며, 새로운 절과 그림, 예제 들이 많이 추가되었다. 또한 기술적, 이론적 주제를 집중적으로 다루는 부록도 새로 추가되었다.

[대상 독자]
● 컴퓨터 공학을 전공하는 학부생 및 대학원생
● 하드웨어 아키텍처, 운영체제, 컴파일, 소프트웨어 공학에 대한 지식을 하나의 과정으로 배우고 싶은 비전공자

아카시 티아기(Aakash Tyagi)(텍스트 A&M 대학 실무교수)
“니산과 쇼켄은 ‘인간의 사고’에서 ‘논리 게이트’에 이르기까지 거의 완벽한, 깊이 있는 걸작을 만들어 냈다. for 루프를 작성하거나 OR 게이트를 설계하는 것처럼 간단한 작업부터 본격적인 컴퓨터나 컴파일러를 구축하는 복잡한 작업까지 쉽게 설명하고 있으며, 직접 만들어 볼 수 있는 도구 모음을 통해 ‘생명’을 부여한다.”

헤이즈(Heise)
“이 책은 현대의 컴퓨터 아키텍처가 복잡함에도 불구하고 컴퓨터를 완전히 이해하고 마스터하는 게 여전히 가능하다는 것을 보여 준다. 그게 가능했던 이유는, 저자가 오류 처리와 최적화를 생략하고 핵심 개념을 설명하는 데 집중했기 때문이다. 초판에 비해 2판은 하드웨어와 소프트웨어를 더 명확하게 구분한다.”

I부 하드웨어

1장 불 논리
1.1 불 대수
1.2 논리 게이트
1.3 하드웨어 구성
1.4 명세
1.5 구현
1.6 프로젝트
1.7 정리

2장 불 연산
2.1 산술 연산
2.2 2진수
2.3 2진 덧셈
2.4 부호가 있는 2진수
2.5 명세
2.6 구현
2.7 프로젝트
2.8 정리

3장 메모리
3.1 메모리 장치
3.2 순차 논리
3.3 명세
3.4 구현
3.5 프로젝트
3.6 정리

4장 기계어
4.1 기계어: 개요
4.2 핵 기계어
4.3 핵 프로그래밍
4.4 프로젝트
4.5 정리

5장 컴퓨터 아키텍처
5.1 컴퓨터 아키텍처 기초
5.2 핵 하드웨어 플랫폼: 명세
5.3 구현
5.4 프로젝트
5.5 정리

6장 어셈블러
6.1 배경
6.2 핵 기계어 명세
6.3 어셈블리-2진 코드 번역
6.4 구현
6.5 프로젝트
6.6 정리

II부 소프트웨어

7장 가상 머신 I: 프로세싱
7.1 가상 머신 패러다임
7.2 스택 머신
7.3 VM 명세, 파트 I
7.4 구현
7.5 프로젝트
7.6 정리

8장 가상 머신 II: 제어
8.1 고수준 마법
8.2 분기
8.3 함수
8.4 VM 명세, 파트 II
8.5 구현
8.6 프로젝트
8.7 정리

9장 고수준 언어
9.1 예제
9.2 잭 언어 명세
9.3 잭 응용프로그램 만들기
9.4 프로젝트
9.5 정리

10장 컴파일러 I: 구문 분석
10.1 배경
10.2 명세
10.3 구현
10.4 프로젝트
10.5 정리

11장 컴파일러 II: 코드 생성
11.1 코드 생성
11.2 명세
11.3 구현
11.4 프로젝트
11.5 정리

12장 운영체제
12.1 배경
12.2 잭 OS 명세
12.3 구현
12.4 프로젝트
12.5 정리

13장 후기: 더 재미있는 여행

부록 1 불 함수 합성
부록 2 하드웨어 기술 언어
부록 3 테스트 기술 언어
부록 4 핵 칩 세트
부록 5 핵 문자 집합
부록 6 잭 OS API