컴퓨터 개론

컴퓨터부터 AI까지 처음 배우는 학생을 위한
IT 핵심 개념 입문서

컴퓨터는 이제 단순히 계산을 수행하는 기계를 넘어 사람과 사람, 사람과 사물, 사물과 사물을 연결하고 데이터를 바탕으로 새로운 가치를 만들어 내는 핵심 기술이 되었다. 이 책은 이러한 디지털 환경을 이해하기 위해 컴퓨터의 기본 원리부터 최신 IT 기술까지 핵심 개념을 체계적으로 설명한다.
컴퓨터가 정보를 어떻게 표현하고 처리하는지부터 컴퓨터 구조와 운영체제, 소프트웨어와 컴퓨팅 사고력, 프로그래밍 언어, 데이터베이스와 빅데이터, 컴퓨터 네트워크를 차례로 살펴본다. 이어 인공지능과 머신러닝·딥러닝, 멀티미디어와 생성형 AI, 사물인터넷과 클라우드 컴퓨팅, 모바일 컴퓨팅과 블록체인, 암호화폐와 NFT, 그리고 AGI 시대의 정보 보안까지 폭넓게 다룬다.
특히 기술 자체만 설명하는 데 그치지 않고, 기술이 사회와 어떻게 상호작용하는지, 디지털 시민 의식과 정보 격차가 사회에 어떤 영향을 미치는지, AI와 생성형 AI가 가져오는 새로운 변화와 윤리적·보안적 과제가 무엇인지 함께 살펴본다. 컴퓨터와 IT를 처음 접하는 학생도 전체적인 흐름을 놓치지 않고 학습할 수 있도록 기본 개념에서 최신 기술로 단계적으로 확장하여 구성한다. 컴퓨터의 작동 원리를 이해하고 오늘날의 IT 기술을 폭넓게 바라볼 수 있는 기초를 제공한다.

STEP 1 ┃ 컴퓨터와 디지털 사회의 원리 이해하기
STEP 2 ┃ 컴퓨터 구조와 소프트웨어 핵심 개념 익히기
STEP 3 ┃ 데이터 · 네트워크 · AI 기술 이해하기
STEP 4 ┃ 생성형 AI와 최신 IT 기술, 정보 보안 살펴보기

1장 | 초연결과 현대 사회의 만남

1.1 초연결 사회의 개념과 일상의 변화
1.2 인터넷 발전의 역사적 흐름
1.3 기술과 사회의 상호작용
1.4 디지털 시민의식과 정보 격차(Digital Divide)
연습문제

2장 | 컴퓨터와 정보의 표현

2.1 데이터와 정보의 개념
2.2 수의 표현과 진법 변환
2.3 문자와 논리 데이터의 표현
2.4 디지털 논리 회로의 기초
연습문제

3장 | 컴퓨터의 구조

3.1 폰 노이만 구조
3.2 CPU의 작동 원리
3.3 메모리와 저장장치
3.4 프로그램 실행 과정
연습문제

4장 | 컴퓨터 환경의 지휘자, 운영체제

4.1 운영체제의 개념과 주요 역할
4.2 프로세스 및 메모리 관리 기법
4.3 운영체제의 종류
4.4 모바일 운영체제
연습문제

5장 | 소프트웨어와 컴퓨팅 사고력

5.1 소프트웨어의 중요성과 분류
5.2 컴퓨팅 사고력의 이해
5.3 AGI를 활용한 문제 해결을 위한 알고리즘 설계와 자동화
연습문제

6장 | 컴퓨터와 소통하는 프로그래밍 언어

6.1 프로그래밍 언어의 발전과 종류
6.2 고급 프로그래밍 언어의 특징
6.3 바이브 코딩 기반의 언어
연습문제

7장 | 데이터베이스와 빅데이터

7.1 데이터베이스의 개념과 구조
7.2 데이터 모델의 종류
7.3 관계형 데이터베이스 관리시스템
7.4 데이터 마이닝과 최신 데이터베이스 동향
7.5 빅데이터 플랫폼
연습문제

8장 | 컴퓨터 통신과 네트워크 환경

8.1 컴퓨터 통신 및 네트워크의 기본 개념
8.2 네트워크 장치와 교환/전송 방식
8.3 인터넷의 동작 원리와 프로토콜
8.4 월드와이드웹(WWW)과 웹 3.0의 진화
연습문제

9장 | 인공지능과 딥러닝/머신러닝

9.1 인공지능의 개요와 역사
9.2 규칙 기반 인공지능 시스템
9.3 기계학습의 원리
9.4 인공신경망과 딥러닝 기술
연습문제

10장 | 지능형 멀티미디어와 생성형 AI

10.1 멀티미디어 데이터의 이해와 디지털화
10.2 기존 멀티미디어 처리와 압축 기술의 한계
10.3 생성형 AI의 등장과 멀티모달 기술
10.4 초지능 기반의 콘텐츠 생성 실무와 윤리적 과제
연습문제

11장 | 4차 산업혁명과 최신 IT 융합 기술

11.1 사물인터넷(IoT)과 스마트 디바이스
11.2 자율주행 기술과 지능형 로봇
11.3 빅데이터 분석 인프라
11.4 클라우드 컴퓨팅 환경의 이해와 응용
연습문제

12장 | 모바일 컴퓨팅과 분산 원장 기술

12.1 모바일 컴퓨팅 환경의 진화
12.2 스마트폰과 최신 모바일 정보통신 문화
12.3 분산 원장 기술과 블록체인
12.4 암호화폐와 NFT
연습문제

13장 | AGI 시대의 정보 보안

13.1 정보 보안의 개념과 주요 위협
13.2 데이터를 보호하는 암호화 기술
13.3 시스템 및 네트워크 보안 전략
13.4 AI 시대의 정보 활용 윤리와 디지털 책임
연습문제

문석재 광운대학교 대학원 컴퓨터과학과에서 박사 학위를 취득했다. 현재 (주)헤드스타트 연구소장으로 재직하면서 경희대학교 후마니타스칼리지에서 겸임교수로 재직 중이다. (사)융복합지식학회 국제교류위원장, (사)한국정보기술전략혁신학회 편집 위원장으로도 활동하고 있다. 주요 강의 분야는 객체 디자인 패턴, 스프링 프레임워크, 유니티, 빅데이터 분석, 인터넷 보안, C 언어, 자바 등이다. 또한 작업 분배 알고리즘 설계와 최적화, 분산 클라우드 컴퓨팅 환경에서의 효율적인 자원 관리, 대규모 데이터 처리 및 실시간 상호운용성 확보 기술 등 다양한 분야의 연구 활동을 이어가고 있다.