컴퓨터의 역사
BY ON 11. 29, 2005

출처:yahoo.com

컴퓨터의역사

컴퓨터의발달또한인간의무한한욕구와게으름에서시작한작품이다.어떻게하면더편하게쉽게만들수있을까하는인간의욕구인것이다.아직도인간은개발이라고하는명목아래계속편해지려하고빨라지려고하고있다.인간이만든그대표적인물건Computer에대하여서알아보기로한다.먼저컴퓨터의어원에서알아보면세계대전을거치면서빠른계산을요구하는군사적요구로인하여다만수치계산을하는바로Computer이라고하는이름이등장하게되었다고한다.시대별로컴퓨터의역사에대하여알아보자.

계산기이전시대

계산을보다효과적으로하기위해기원전2,600년경중국에서제작한주판과같은계산도구에컴퓨터의기원이있다.

1400년대

레오나르도다빈치(LeonardodaVinci)가치차식계산기의구조를고안

1624년대

파스칼(BlaisePascal:1623-1662:프랑스)은수학자이면서물리학자,철학자,종교사상가로서1642년에가감산을할수있는계산기를만들었다.이계산기는0에서부터9까지표시할수있는10개의톱니를가진톱니바퀴가여러개있어서이들로써가감산을하도록만들어졌다.

1671년대
라이프니츠(Leibnitz.W.G.)가승산기계발명.

1673년대
라이프니츠가4칙연산이가능한계산기를발명

1820년대
토마스가4칙연산이가능한계산기의상품화에성공


차분기관:오늘날컴퓨터에서프로그래밍(programming)에해당하는일련의명령을해독하면서자동적으로계산을실행하는기계를19세기초에영국의수학자C.배비지가고안한차분기관.

1830년대
바베지(CharlesBabbage:1791-1871:영국)는캠브리지대학의수학교수로천문학,지질학,고고학등다른학문에도관심이많았으며,특히1823년에는계차법의원리를이용하여다항식을전개하는계차기관(DifferenceEngine)을만들었고1833년에는세계최초의자동계산기인해석기관(AnalyticalEngine)을설계·제작함으로써컴퓨터개발에큰공적을남겼다.이계산장치는범용적인자동축차방식의계산기로서,오늘날의계산기와비슷한기억연산,제어및입출력의기능을갖도록설게되었으며,다음과같은4개의부분으로이루어져있다.즉산술연산을담당하는밀(mill)과연산용의기억기구인스토어(store),수의전송과동작순서의제어를담당하는제어기구,그밖에카드를사용한입출력기구등이었으며,특히출력은연판에의한인쇄를생각했다.그러나당시의기술수준이바베지의설계사상을실현하기에는미흡했으므로미완성작품으로끝나고말았다.

해석기관
C.배비지가만든해석기관.

1890년대
미국통계국의홀러리스(HermanHollerith:1860-1929)박사가고안하여1890년미국여론조사에사용함으로써큰효과를본자료분류및분석시스템이다.미국에서는1790년부터10년마다여론조사를실시하여왔으나,자료분류및분석에7년이상이나걸려국세조사의의미가없게되므로이의개선이필요하게되었다.1887년여론조사국에입사한홀러리스는여론조사자료의정리작업이늦어지는원인이주로자료의체계적인분류와신속,정확한집게가되지않기때문이라고판단하고,카드분류기(sorter)와회로개폐장치(circuitingclosingdevice)및기계적계수기로구성된펀치카드시스템을고안하여사용함으로써,여론조사자료정리작업을2년정도에끝낼수있었다.그후홀러리스의후계자인파우워즈(JamesPowers)박사가천공기와정리기계를개량하여성능이좋은제표제수장치를만들어1910년의여론조사에사용하였다.홀러리스의편치카드시스템의발명의중요성은자료의내용을펀치카드에천공함으로써자료의내용이천공된구멍의유무로서부호의형태로표현된다는점이다.카드에천공된구멍은정보를기계내부로운반하는데이용되며,이는곧전기신호로변환되어기계내부에서전기통신을가능하게함으로써,자료처리의능율성과경제성을이룩할수있게되었다.이시스템에는80칼럼의카드와96칼럼의카드가쓰였으며이는오늘날까지도사용되고있다.

1894년대
칼F.브라운이브라운관을발명

1904년대
플레밍(Fleming)이2극관을발명

1944년대
미국의하버드대학교물리학교수인에이큰(HowardAiken:1900-1973)이1937년IBM사의지원으로범용적인전기기계식(electromechanical)컴퓨터를설계·제작하여"자동순차제어계산기(AutomaticSequenceControlledCalculator)"라고불렀으나,후에"HarvardMarkI"라고명칭을바꾸었으며,실제가동은1944년부터였다.주요부품과성능을보면,72개의톱니바퀴와3,000개의릴레이(relay),천마력의모터를사용하여23자리(digit)의10진수계산을수초이내에할수있었다.연산의제어는천공된종이테이프를사용하였으며,자동축차방식으로처리되는완전자동계산기로서일반적인명칭은"MARKI"이다.

ENIAC
1946년미국펜실베이니아대학의
J.W.모클리와P.에커트가완성.

1946년대
MARKI이개발된이후,전자부품만을사용하여만든세계최초의컴퓨터인애니악(ENIAC)이미국의펜실바니아대학교의에커트박사(Dr.J.PresperEckert)와모클리박사(Dr.JohnW.Mauchly)에의하여1946년에완성되었다.ENIAC은주요부품으로18,800개의진공관과1,500개의릴레이및그밖에많은부품이쓰였으며,소비전력150Kw에무게는30톤으로설치면적은약140㎡나되는거대한장치였다.성능면에서보면,기억용량은100여자로한정되었으나가감산은매초5,000번,승산은360번,제산은170번정도로탁상계산기로20분정도걸리는것을10초이내에처리할수있는능력을가졌다.그러나프로그램은6,000개에달하는스위치와배선반에의존하였으므로비능률적이었다.이러한단점을해결하는방안으로제안된것이프로그램을미리기억시키는방법이다.즉[프린스톤고등연구소]에서수학교수로있던헝가리태생의미국인폰노이만(Johnvonneumann:1905-1957)박사가1945년에발표한그의논문에서"전자계산기에기억장치를갖추고,연산의순서를부호화하여기억시킨후,기억된내용을순차적으로꺼내어명령을해독하여연산을실행한다"라는이른바프로그램내장개념(storedprogramconcept)을주장하였다.이폰노이만의논문은그후오늘날까지디지탈컴퓨터의발전에큰영향을끼친전자계산기의기본사상이되었다.

1947년대
벨연구소에서트랜지스터의원리를발견.ISO(국제표준화기구)기발족.

1949년대

EDSAC

세계최초의상업용계산기.
세계최초의프로그램내장방식의컴퓨터인EDSAC완성

1950년대

EDVAC완성.세계최초의상업용컴퓨터인[UNIVACI]완성.MIT대학에서코어메모리(corememory)를실용화


자기드럼컴퓨터의보조기억장치의하나로서표면에자성체를칠한원통을한쪽방향으로회전시키고그주위에근접해서자기헤드로판독하거나기록하는장치.
진공관

1세대컴퓨터(1951-1958)

컴퓨터의기억장치를이루는회로소자로서진공관을사용해서만들었던시대진공관을사용함으로써전력소모가많고,열이많이나며,따라서고장이많았으며,열을식히기위한냉각장치가필요하고,부피가매우크기때문에넓은공간이필요한점등단점이많았다.주기억장치는수은지연소자이나Will-iam관이사용되었으므로안정성이적어후에자기드럼으로개선되었으며,프로그램은기계어로작성하였다.소프트웨어보다는하드웨어개발에중점을둔시대로서,컴퓨터의상품화와실용화가시작된시기였으며,대표적인기종으로는UNIVACI,80,90과IBM650과700계열,Burroughs220등을들수있다.
*주요소자:진공관(tube)
*연산속도:ms(10-3sec)
*사용언어:기계어,어셈블리어
*기억장치:수은지연회로,자기드럼
*하드웨어개발에치중하였으며주로과학계산용으로사용되었다.
*부피와전력소모는크지만계산능력및신뢰도는떨어진다.
*주로통계용이나미사일탄도계산에사용되었다.

하드디스크

자성체로코팅된원판형알루미늄기판에프로그램이나데이터를영구보관하기위한외부기억장치자료를저장할수있도록만든보조기억장치.

2세대컴퓨터(1958-1963)
회로소자가진공관에서트랜지스터로바뀐시대,즉1948년에발명된트랜지스터가1958년경부터컴퓨터에응용되기시작했으며,기억장치를이루는회로소자가트랜지스터와다이오드등반도체소자로만들어졌다.그러므로크기가작아지고,소비전력이적어지고,냉각기의필요성이감소되었으며,고장이적어신뢰성이높아졌다.
주기억장치에는접근시간이짧은자리코어가이용되었으며,기억용량이큰자기드럼,자기디스크가보조기억장치로사용되었다.계산속도는백만분의1초(μsecond)단위정도까지향상되었으며,대표적인기종으로는IBM1401,7070,UNIVACⅢ,1107,USSC80,CDC3000계열등을들수있다.이기종들은운영체제(operatingsystem:OS)개념을도입하고,다중프로그램방식을실현하였으며,적용분야도정형적인관리업무와과학기술계산등다양한목적에쓰였다.FORTRAN,COBOL,ALGOL등의프로그램언어가개발되어컴퓨터의이용이보다쉽게된것도이시기였다.
*주요소자:트랜지스터(TR)
*연산속도:㎲(10-6sec)
*사용언어:COBOL,FORTRAN,ALGOL등
*기억장치:자기코어
*하드웨어중심에서소프트웨어중심으로전환되었으며COBOL과같은고급언어가개발됨.
*운영체제가등장하였고멀티프로그래밍이도입되었다.
*부피는작아진반면신뢰도는크게향상되었으며온라인실시간처리시스템이실용화됨.

주기억장치

3세대컴퓨터(1964-1970)

IBM사는1964년4월집적회로(IC:IntegratedCircuit)를기억장치구성소자로사용한’system360’이라는새로운기종을발표하였는데이때부터를제3세대라고부른다.컴퓨터에IC를사용함으로써중앙처리장치는소형화되는반면,기억용량은커졌으며,따라서다양한소프트웨어를구사할수있는기능이크게개선되었을뿐만아니라,관리프로그램과처리프로그램및사용자프로그램등의소프트웨어체계가확립되었다.즉이시대에운영체제,다중프로그램,실시간처리시스템,시분할시스템등이실현되었다.이러한기능들은인간과컴퓨터간의대화기능을가능하게하여,영상표시장치(CRTdisplay)등단말기에의한자료처리가보편화되었다.또한이시대에는’패밀리사상’이확립되어소형에서부터대형에이르기까지프로그램의호환성을고려한각종컴퓨터모델이발표되었으며,그중에서도IBM360계열,UNIVAC1108,CDC6000계열,Burroughs5500,Honeywell200계열,NCRCentry,G.E.400,600등이주목을끌었다.그밖에PDP,NOVA,HP등의미니컴퓨터도관심을모았다.위에서본바와같이제3세대는컴퓨터발전과정에서볼때발전성과충실성을함께추구했던시대였다.
*주요소자:집적회로(IC)
*연산속도:ns(10-9sec)
*사용언어:BASIC,PASCAL,LISP,PL/1등
*기억장치:집적회로(IC)
*시분할처리시스템(TimeSharingSystem)과다중처리(MultiProcessing)기법이개발되었다.*OMR,OCR,MICR과같은입력장치가개발되어사용되었다.
*경영정보시스템(MIS)이도입되었다.


마이크로프로세서중앙처리장치


슈퍼컴퓨터

4세대컴퓨터(1971-1983)

이것은제3세대이후의세대,즉오늘날을포함한앞으로의세대를뜻하며,대규모집적회로(LargeScaleIntegration:LSI)를소자로사용한컴퓨터를제4세대컴퓨터라한다.수평방밀리의작은면적의칩에수십만개의논리소자를집어넣고,연산속도도초대형컴퓨터에서는피코세컨드에이르고있으며,크레이컴퓨터라고도하는슈퍼컴퓨터는150MIPS(millioninstru-ctionpersecond:초당명령처리1억5천만번의수행속도)의처리속도를가진것도현재가동중에있다.미국이나일본은1메가비트(1Mbit:100만bit)의기억용량을가진칩의개발을마치고실용화를서두르고있으며앞으로1천6백만비트(16.384KDRAM)의기억용량을가진칩을개발목표로경쟁하고있다고한다.한편개인용컴퓨터(personalcomputer)의급속한보급으로기업체에서는OA(OfficeAutomation:사무자동화),공장에서는FA(FactoryAutomation:공장자동화),가정에서는HA(HomeAutomation:가정자동화)의경향이거세게일고있다.또인공위성을통한컴퓨터정보통신망(computernetwork)및인터넷(Internet)의발달로전세계가수초의정보권이되었다.

*주요소자:고밀도집적회로(LSI)
*연산속도:ps(10-12sec)
*사용언어:C,ADA등
*기억장치:고밀도집적회로(LSI)
*마이크로프로세서(MicroProcessor)의출현으로컴퓨터의소형화가이루어졌다.
*최초의개인용컴퓨터와슈퍼컴퓨터가등장하였다.
*네트워크(Network)가크게발달되어원격지의자료도공유가가능해졌다.
*공장자동화(FA),사무자동화(OA)등각종분야에컴퓨터를이용한자동화가이루어졌다.
*가상기억장치기법(VirtualMemory)이도입되었다.

5세대컴퓨터(1984∼)
*주요소자:초고밀도집적회로(VLSI)
*연산속도:fs(ec)
*사용언어:VisualC,VisualBasic,Java,Delphi등
*기억장치:초고밀도집적회로(VLSI)
*인공지능(AI),전문가시스템(ExpertSystem),패턴인식시스템,의사결정시스템(DSS),퍼지이론(FussyTheory)등컴퓨터를이용하여보다복잡한계산을수행하고고도의시스템분야에활용하고있다.

컴퓨터발전의미래방향
컴퓨터는우주계발,자본주의사회의요구,군사적요구,개인의요구등무한한인간의요구로통하여계속해서발전해나갈것이다.모든미디어들을한곳으로묶는일을컴퓨터가맡아서할것이다.인간은컴퓨터를떠나서는살아갈수없을공기같은존재가될지도모른다.하지만인간은고독과철학을가지고기계화시대를이겨나가리라생각한다.

▶참고

◎PCS(PunchCardSystem):펀치카드시스템은다음과같은장치로구성되어있다.
*천공기:종이카드에구멍을뚫어데이터를출력하는장치
*검공기:구멍이뚫린카드를검사하는장치
*판독기:구멍이뚫린카드를판독하는장치
*호퍼:독리로카드를읽기전카드를올려두는곳
*스태커:판독기로읽혀진카드가쌓이는곳
;미국의에이컨(H.Aiken)과IBM이공동으로개발한최초의기계식자동계산기로배비지의해석기관원리를실현하였다.과학계산을목적으로제작되어이용되었다.
◎에니악(ENIAC):1946년미국펜실베니아대학의모클리와에커드가18,900여개의진공관을이용하여개발한세계최초의전자식계산기이다.무게약30톤,길이30m인초대형의전자계산기로외부프로그램방식을사용하여사람이일일이조작해주어야하는단점이있다.주로미사일탄도계산이나원자에너지계산등의분야에사용되었다.
◎에드삭(EDSAC):1949년영국의모리스와윌키스가개발한것으로2진법을적용한세계최초의프로그램내장방식의전자계산기이다.어셈블리어를사용하였으며컴퓨터의5대기능을모두갖추었다.
◎유니박-1(UNVAC-1):1951년모클리와에커드가개발한세계최초의상업용전자계산기로국세조사업무에주로사용되다.◎에드박(EDVAC):1951년미국의폰노이만이프로그램내장방식을이용해만든전자계산기로이진연산방식을사용하였다.
◎전자계산기
*최초의전자계산기-ENIAC
*최초의프로그램내장방식계산기-EDSAC
*최초의상업용계산기-UNIVAC-1
◎UNIVAC-1:1950년에제작되었으나1951년에Remington-rand사가이를인수하여미국통계국에설치
◎프로그램내장방식:에드삭이전의계산기는외부프로그램방식을사용하였다.
◎프로그램내장방식(StoredProgram):미국의수학자인폰노이만(J.VonNeumann)이제창하였으며프로그램을컴퓨터내부의기억장치에저장해두고사용하는방식으로오늘날디지털컴퓨터의중요한기본원리가되었다.
◎1세대:하드웨어개발치중,진공관
◎2세대:고급언어,트랜지스터
◎3세대:OMR,OCR,MICR,집접회로
◎4세대:마이크로프로세서,고밀도집적회로
◎5세대:인공지능,전문가시스템,퍼지이론,초고밀도접적회로
◎세대별기억소자
*진공관→트랜지스터→집적회로(IC)→고밀도집적회로(LSI)→초고밀도집적회로(VLSI)
◎처리속도순서:밀(ms)→마(ms)→나(ns)→피(ps)→페(fs)→아(as)
*ms(millisecond):10-3sec1/1,000
*㎲(microsecond):10-6sec1/1,000,000
*ns(nanosecond):10-9sec1/1,000,000,000
*ps(picosecond):10-12sec1/1,000,000,000,000
*fs(femtosecond):10-15sec1/1,000,000,000,000,000
*as(attosecond):10-18sec1/1,000,000,000,000,000,000

컴퓨터의분류
◎취급데이터에따른분류
*디지털컴퓨터(DigitalComputer):현재일반적으로사용되고있는범용컴퓨터로입력되는자료를문자,숫자와같은코드로변환하여처리하는컴퓨터이다.이산적인(비연속적인)자료를사용하여사칙연산이나논리연산을주로수행하는컴퓨터임.
*아날로그컴퓨터(AnalogComputer):온도,습도,전압,전류등연속적인물리량을데이터로하여처리하는컴퓨터로처리된결과는주로곡선,그래프의형태로출력된다.코드변환과정을거치지않으므로처리속도는빠르지만일반적으로사용되지는않고특수목적용으로주로사용된다.
*하이브리드컴퓨터(HybridComputer):디지털컴퓨터와아날로그컴퓨터의장점을혼합한특수목적용의컴퓨터로아날로그데이터와디지털데이터를모두처리할수있다.아날로그컴퓨터의장점인신속한처리와저렴한가격,디지털컴퓨터의장점인정확성을모두가지고있으며Analog/Digital변환기와Digital/Analog변환기가내장되어있다.
◎처리능력에따른분류
*슈퍼컴퓨터(SuperComputer):처리능력이가장뛰어난컴퓨터로초대형컴퓨터라고도하며인공위성제어,기상관측,시뮬레이션등고도의계산능력이필요한분야에주로사용된다.대표적인기종으로는ILLIAC,CRAY,STAR-100,ETA-10등이있으며기종에따라다르지만최대백만명이상이동시에사용할수도있다.
*메인프레임(MainFrame):슈퍼컴퓨터보다성능은떨어지지만고속연산이가능하고대용량의기억장치를가지고있어대형컴퓨터라한다.주로은행이나대기업,공공기관등업무량이많은곳에서사용한다.대표적인기종으로IBM의IBM4381,IBM9300,CDC의CYBER180-990등이있다.
*미니컴퓨터(Minicomputer):메인프레임보다성능은떨어지지만마이크로컴퓨터보다속도가빠르며기억용량도크다.여러개의CPU를가지고있으며다수의단말기를연결하여동시에여러명의사용자가이용할수있다.대표적인기종으로DEC의MICROVAX,CDC의MV4000,삼성의SSM-32등이있다.
*마이크로컴퓨터(Microcomputer):일반적으로개인용컴퓨터(PersonalComputer)라하며여러가지일을수행할수있는가장작은크기의컴퓨터이다.요즘은처리능력이크게향상되어사용범위가보다확대되고있다.일반적으로사용되는IBM호환계열과그래픽분야에서주로사용되는매킨토시계열이있다.
①데스크톱컴퓨터(DeskTop):책상위에올려놓고사용하는컴퓨터로탁상용컴퓨터라한다.
②랩톱컴퓨터(LapTop):무릎위에올려놓고사용하는컴퓨터로현재는거의사용되지않는다.
③노트북컴퓨터(Notebook):현재가장많이사용되고있는휴대용컴퓨터로적외선포트가내장되어무선통신도가능하다.
④팜톱컴퓨터(Palmtop):손바닥위에올려놓고사용하는초소형컴퓨터로개인용정보단말기인PDA도이에속한다.
⑤워크스테이션:고성능의마이크로컴퓨터로빠른계산속도와대용량의기억장치를가지고있어웹서버,그래픽분야,영화산업등에주로이용된다.일반적으로1∼3개의CPU를장작할수있으며병력처리가가능하다.주로RISC계열의CPU가사용된다.
◎처리용량및속도순서:슈퍼컴퓨터>메인프레임>미니컴퓨터>마이크로컴퓨터
◎마이크로컴퓨터의크기순서(작다→크다):팜톱→노트북→랩톱→데스크톱

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