Colin's Blog
[컴퓨터개론] 1강. 컴퓨터 개요

컴퓨터 개요

컴퓨터의 이해

컴퓨터의 어원 : compute + er

전자계산기 : 전자적으로 계산을 수행하는 장치

원하는 결과를 얻기 위하여 사용하는 전자 계산 장치이다.


컴퓨터의 4가지 기능


데이터를 => 1,0으로 불리는 디지털 데이터로 만든뒤 필요한 정보를 뽑아서 => 정보를 만든다.

데이터와 정보의 차이점


데이터


정보


컴퓨터의 정의


컴퓨터의 특징





컴퓨터의 구성요소


컴퓨터 - 하드웨어 - 중앙처리장치 (CPU) -- 연산장치 (산술논리)
              |                 ㄴㅡ 제어장치
              |                 ㄴㅡ 레지스터
              |
              ㄴ 기억 장치 (메모리) -- 주기억장치
              |                ㄴㅡ 보조기억장치
              |
              ㄴ 입출력 장치 -- 입력장치
                         ㄴㅡ 출력장치

     - 소프트웨어 - 응용프로그램


컴퓨터 하드웨어의 5가지 구성 요소

중앙처리장치 (CPU) : 인간의 두뇌와 비슷

주기억장치에 저장되있는 명령어와 자료들을 추출해서 제어장치가 해독을 하고
해독을 기반으로 연산장치가 연산을 처리하여 저장하는게 한 사이클이다.
중앙처리장치를 마이크로프로세서(Microprocessor)를 줄여서 프로세서(Processor)라고도 부름


주기억장치 (RAM) : 마더보드에 장착됨

하드에서 바로 CPU로 엑세스하면 더 빠르지 않을까?

그 이유는 하드디스크가 일반적으로 속도가 느려서 그렇다.


보조기억장치 (HDD) : 자기디스크, SSD, HDD, CD-ROM…


입력장치


출력장치


컴퓨터 소프트웨어


응용 소프트웨어


시스템 소프트웨어


운영체제 개념


운영체제 기능


사용자 인터페이스 (User Interface : UI)


컴퓨터의 기원

  1. 주판 : 계산 도구의 기원
    네이피어의 봉도 유용하게 쓰임 (곱셈의 계산에 매우 효율적)

  2. 파스칼의 계산기

    • 최초의 기계식 계산기
    • 톱니바퀴의 원리를 이용한 수동식 계산기 : 덧셈, 뺄셈만 가능

  3. 라이프니츠의 계산기

    • 사칙 연산 계산기 (1671)

  4. 배비지의 분석 엔진

    • 미분기를 설계
    • 차분 엔진이라고 불리는 계산기를 연구
    • 대수표를 계산하는데 사용됨
    • 지금의 모든 범용 컴퓨터의 모체가 됨
    • 제어, 연산, 저장, 입출력장치 등을 갖춘 분석 엔진

  5. 홀러리스의 천공 카드 기계 (PCS)

    • 1,0을 펀치 카드에 구멍을 뚫어 명령을 전달하였고, 컴퓨터는 이를 연산
    • 전기와 기계가 사용된 최초의 계산기 (1889)
    • 일괄처리 (Batch Processing)의 효시
    • 세무관련 사무 업무를 위해 개발됨

  6. 초기의 컴퓨터 ABC

    • 최초의 전자식 컴퓨터로 전자식 디지털 계산기
    • 복잡한 계산을 수행하는 물리학자들을 돕기 위한 목적

  7. 마크-1

    • 세계 최초의 전기 기계식 자동 계산기
    • 배비지의 설계를 실현시킨 것으로 분석 엔진의 원리를 이용해 과학 기술 계산을 목적으로 제작함


계산 이론의 발전


세대별 컴퓨터의 역사 : 세대를 구분하는 것은 소자(어떤 부품을 사용했는지)다

  1. 제1세대 (1946 ~ 1956) : 기계어, 어셈블리어 이용

    • 데이터의 저장과 처리에 진공관 사용
    • 주기억장치에 자기 드럼 사용
    • 천공 카드 사용
    • 냉각장치 필요
    • 수명이 짧음, 부피가 크고, 전력소모 많음
    • 하드웨어에 중점
    • 프로그램은 기계어를 사용하여 작성
    • 과학 계산, 통계, 집계
    • 에니악 (ENIAC) : 세계 최초의 전자식 진공관 컴퓨터 (육군의 탄도 궤도 계산을 위해 등장)
      (단점 : 큰 덩치에 엄척난 전력 소모, 새로운 수식 반영시 연결선 재배치로 많은 시간 소모)
    • 에드박(EDVAC) : 프로그램 내장 방식을 최초로 도입한 컴퓨터로 폰 노이만이 개발(1950)
      (1세대 범용 컴퓨터 : IBM사에서 701이라는 모델명을 가진 상업용 컴퓨터 출시)


  1. 제2세대 (1957 ~ 1964) : FORTRAN, COBOL, ALGOL 이용

    • 회로소자로 트랜지스터 사용
    • 주기억장치에는 접근 시간이 짧은 자기 코어를 이용
    • 보조기억장치로 용량이 큰 자기 드럼, 자기 디스크 사용
    • 입출력장치로는 자기 테이프, 종이 카드 사용
    • 컴파일러 사용
    • 일괄 처리 (Batch Process)
    • 입출력 채널 대두
    • 생산 관리, 원가 관리


  1. 제3세대 (1965 ~ 1979) : PASCAL, LISP, 구조화된 언어 이용

    • 컴퓨터에 IC칩을 사용함으로써 중앙처리장치는 소형화되는 반면 기억 용량은 커짐
    • 다양한 소프트웨어를 구사할 수 있는 기능이 크게 개선됨
    • 관리 프로그램과 처리 프로그램 및 사용자 프로그램 등의 소프트웨어 체계가 확립됨
    • 다중 처리
    • 예측, 의사 결정
    • 운영체재 개발
    • IC 개발 : 인텔사는 최초의 초소형 전자 회로인 Intel 4004 마이크로 프로세서 개발 (1971)
      (한 번에 4자리 숫자의 정보 처리)
      (손톱만한 크기의 몇 볼트의 전력만을 사용)


  1. 제4세대 (1980 ~ 현재) : ADA, 문제 중심 언어 이용

    • 고밀도 집적회로 (LSI), 초고밀도 집적회로(VLSI) 사용
    • 연산 속도는 초대형 컴퓨터인 경우 피코(10⁻¹²) 초에 이르고 있음
    • 네트워크 관리
    • 데이터베이스 관리
    • 지식정보 처리
    • 인공지능
    • 로봇


  1. 제5세대 (미래)

    • 사용 소자 중심이 아닌 얼마나 인간다운 컴퓨터가 될 것인가로 이후부터 세대를 구별
    • 인간 지능화 시대
    • 사고하는 감각을 지닌 컴퓨터
    • 처리 속도의 초고속화 (4세대의 약 10~100배 속도)

    • 바이오 칩이나 광소자를 이용한 칩의 실현

    • 컴퓨터 시스템의 구성 (하드웨어, 지식 중심 언어, 인공지능 소프트웨어, 코드화된 지식베이스)

    • 제 5세대 컴퓨터용 하드웨어의 특징
      • 초고속 장치
      • 대규모 병렬처리 시스템의 구조가 필요함
      • 논리적 추론을 지원하는 연산 기능이 필요함
      • 논리 프로글밍, 인공지능 기법, 병렬 처리 개념을 내포하는 추상적인 언어가 제공되어야 함


컴퓨터의 종류

크기와 처리 능력에 따른 구분

  1. 슈퍼 컴퓨터

    • 처리량이 방대한 작업을 빠른 연산 속도로 처리하기 위해 설계된 과학 기술 계산 전용의 컴퓨터
    • 기상예보, 지진 및 해일 예보와 같은 지구환경 분야
    • 은하의 구조와 형성, 진화를 이해하려는 천문학 분야
    • 새로운 약 개발, 분자 구조를 살피는 약학 분야
    • 은행 및 보험회사와 같은 금융기관의 데이터를 처리, 분석
    • 영화 제작 시 특수효과
    • 양자컴퓨터는 슈퍼 컴퓨터보다 비교불가할정도로 빠름
      (100년에 걸친 슈퍼 컴퓨터의 업무를 양자컴퓨터가 10초만에 도출한 결과 있음)


  1. 메인 프레임

    • 기억 용량이 크고 많은 입출력 장치를 신속히 제어함으로써 다수의 사용자가 함께 쓸 수 있는 대형 컴퓨터
    • 대기업이나 은행의 업무처리
    • 대학교나 연구소 등의 실습실이나 연구실에서 다량의 단말기를 연결해 사용됨
    • 현재는 컴퓨터 성능이 뛰어나서 메인 프레임과 미니 컴퓨터의 경계가 모호해짐


  1. 미니 컴퓨터

    • 성능과 크기 면에서 메인프레임과 마이크로컴퓨터 사이의 컴퓨터
    • 현재는 메인 프레임과 미니 컴퓨터의 구분이 모호함
    • 가격 면에서 메인프레임보다 저렴한 중형컴퓨터를 의미함


  1. 워크 스테이션

    • 양질의 그래픽 환경을 제공하여 개인용으로 사용하는 컴퓨터
    • 자동차 및 항공기 또는 여러 기계의 고급 설계
    • 삼차원 모델링
    • 애니메이션 등의 컴퓨터 그래픽 분야에 주로 이용


  1. 마이크로 컴퓨터

    • 오늘날 사무실의 책상과 가정에 모두 보급되어 있는 개인용 컴퓨터
    • 현재 개인용 컴퓨터의 성능은 워크스테이션을 능가함
    • 워크스테이션과 개인용 컴퓨터의 경계가 모호함


  1. 휴대용 컴퓨터

    • 소형 컴퓨터

      • 이동이 자유로운 휴대형 마이크로 컴퓨터
      • 크기와 용도에 따라 다양하게 발전


    • 노트북 컴퓨터

      • 개인정보관리, 문서작성, 자료 저장 및 검색,
        인터넷 접속까지 컴퓨터로 할 수 있는 모든 기능을 갖춘 컴퓨터

    • 노트북보다 더 작아 이동이 손쉬운 팜탑(Palm top) 컴퓨터도 등장


  1. 개인용 디지털 보조기

    • PDA라고 불리우던 그 것
    • 근래에는 다 스마트폰으로 변경이 됨
    • 무선 통신과 정보 처리 기능을 결합한 개인 휴대 기기
    • 스마트폰이 더이상 단순히 전화기가 아님.. (컴퓨터 수준..)


사용 목적에 따른 구분

  1. 범용 컴퓨터

    • 일반적인 자료 처리는 물론 여러 분야에서 광범위하게 사용할 수 있도록 설계되고 제작된 컴퓨터
    • 과학 기술에 필요한 수치 계산
    • 수치해석 분야, 선형 계획 프로그래밍, 모의 실험 등의 기술 계산용
    • 자동차나 항공기의 설계, 제조, 관리
    • 생산, 판매, 제고, 급여, 인사, 회계 등의 기업 업무나 행정, 금융 업무 등의 사무 처리 분야


  1. 전용 컴퓨터

    • 특정분야의 문제 해결이나 제한된 범위의 문제만을 처리하기 위하여 설계되고 제작된 컴퓨터
    • 군사용, 산업용, 사무용…


  1. 스마트폰

    • 일반적으로 PDA 등에서 제공되던 개인정보 관리 기능과 휴대폰의 휴대전화 기능을 결합한 휴대용 기기


  1. 유비쿼터스 컴퓨팅 (Ubiquitous Computing)

    • 기본적으로 언제, 어디서나, 누구나 상호 접속이 가능한 컴퓨팅이 이루어지는 것 (3 Any)
      (AnyTime, Anywhere, AnyDevice)

    • IOT 같은 것들..


  1. 클라우드 컴퓨팅 (Cloud Computing)

    • 인터넷 상의 서버를 통하여 데이터 저장, 네트워크, 콘텐츠 사용등
      IT 관련 서비스를 한번에 사용할 수 있는 컴퓨팅 환경

    • 무형의 형태로 존재하는 하드웨어, 소프트웨어 등의 컴퓨팅 자원을 자신이 필요한 만큼 빌려쓰고
      이에 대한 사용요금을 지급하는 방식의 컴퓨팅

    • 인터넷을 이용한 IT 자원의 주문형 아웃소싱 서비스라고 정의


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