컴퓨터 시스템의 개요 -컴퓨터의 정의, 구성, 역사, 분류

1. 컴퓨터의 정의및 구성

  1) 컴퓨터의 정의

    컴퓨터는 ADPS(Automatic Data Processing System), 또는 EDPS (Electronic Data Processing System) 등으로 불리기도 하는데, 이러한 컴퓨터는 자료를 처리하여 정보를 생성하는 처리 시스템이라고 정의할 수 있습니다. 여기에서 자료란 관찰이나 측정등을 통해 현실세계로부터 수집한 값을 말하고, 이러한 자료를 입력 받아 처리 되어진 결과 값을 정보(Information)이라고 합니다. 따라서 정보 = 처리 (자료) 로 표현하며,

I = P(D)

 라고도 표현합니다.

  2) 컴퓨터의 구성

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2. 컴퓨터의 특징

  1) 정확성   2) 대용량성    3) 신속성   4) 범용성   5) 호환성  을 들 수 있습니다.

3. 컴퓨터의 역사 

  1) 파스칼 계산기 : 블레즈 파스칼 - 최초의 기계식 계산기

      세계 최초의 기계식 계산기는 1642년 블레즈 파스칼이 발명한 파스칼 계산기 입니다. 그는 아버지의 세금액 재분배일을 도우면서 이러한 발상을 고안하였답니다. 이 기계는 처음에는 산술기계 또는 파스칼 계산기라고 불리다가, 나중에 파스칼린이라고 불리게 되었답니다. 이 기계는 덧셈과 뺄셈을 할수 있었고, 반복을 통해 곱셈과 나눗셈도 할수 있었습니다. 

<파스칼 계산기>

  2) 해석기관 : 찰스 배비지 - 최초의 자동계산기, 컴퓨터의 모태

     그후 1833년 영국 케임브리지 대학의 수학교수 찰스 배비지가 자동계산기인 해석기관을 발명해 냈습니다. 그가 시도했던 첫번째 기계적 계산장치는 차분기관입니다. 차분기관은 근사 다항식을 계산하여 로그와 삼각함수를 표로 만드는 전용 계산기를 말합니다. 이러한 차분기관은 좀더 범용적으로 할 수 있음을 깨닫고 해석기관의 설계를 시작했습니다. 해석기관은 증기기관을 동력으로 사용하며 30미터 길이에 10미터 넓이 정도의 크기를 가졌습니다. 프로그램과 데이터로 구성된 입력에는 천공카드를 사용하였고, 출력에는 프린터와 곡선 플러터 그리고 종을 사용하였다고 합니다. 또한 숫자를 카드에 구멍으로 뚫을 수 있도록 해 추후 다시 읽을 수 있게 하였는데, 숫자는 고정 소수점을 갖는 10진수를 사용하였습니다. 그당시엔 기술 수준이 낮아 실현되지 못했지만, 오늘날 컴퓨터의 기초가 되었다고 할 수 있습니다. 이 해석기관은 최초의 범용 자동 디지털 컴퓨터라고 할 수 있습니다.

<해석기관>

<해석기관의 원리>

  3) 천공카드 시스템 (PCS) : 홀러리스 - 인구조사에 이용

     1829년 미국 통계청은 인구조사를 하는데 걸리는 시간을 줄이기 위해 공모전을 개최했는데, 역무원이었던 홀러리스가 종이 카드에 구멍을 뚫어 데이터를 수집, 통계를 내는 천공카드를 발명하여 채택된 후 통계국은 인구 조사기간을 무려 6주로 단축하는 쾌거를 이루었다고 합니다. 그 후 홀러리스는 천공카드의 사업성을 감지, 1894년 CTR 이라는 회사를 설립, 1924년 IBM 으로 사명 변경, 최초의 전동타자기와 전기 기계식 계산기인 마크 1을 발표 합니다.

<천공카드>

  4) MARK-1 : 에이큰 - 최초 전기 기계식 계산기

      1944년 하버드 대학교수인 에이큰

교수와 IBM 사가 공동으로 설계 제작한 세계 최초의 자동계산기. 이 MARK-1은 전기 기계적 장치인 릴레이를 3,000개, 4 마력의 모터를 사용하는 72개의 기어식 계산 기구로 구성되어 있습니다. 사칙연산에 사용할 데이터는 천공카드가 읽어들이고, 출력은 천공카드나 타자기로 하였으며, 연산의 제어는 종이 테이프를 사용하였습니다.

<Mark-1>

  5) ENIAC : 애커트 & 머큐리 - 최초의 전자 계산기 (Electronic Numerical Integrator and Computer)

               : 제 1 세대 컴퓨터 (진공관, 일괄처리 시스템)

     1946년 미국 펜실베니아 대학교에서 애커트와 머큐리의 공동설계에 의해 완성된 ENIAC은 기억장치에 전자관(진공관)회로를 응용하여 제작되었습니다. 1만 7468개의 진공관과 1,500개의 릴레이, 70,000개의 저항기, 10,000개의 축전기 등이 사용되어 만든 ENIAC은 무게가 30톤에 다다르는 거대한 것으로 계산속도가 종래의 계전기식에 비해 1,000배 이상 빨랐습니다.

<거대한 ENIAC의 모습>

<ENIAC의 구성도>

  6) EDSAC : 윌키스 - 프로그램 내장방식 (Electronic Delay Storage Automatic Calculator)

     1949년 영국 캠브리지 대학 윌키스 교수에 의해 최초로 노이만형 프로그램 내장방식을 도입하여 제작된 컴퓨터입니다. 입력장치는 펀치카드 방식, 출력장치는 텔레프린터를 사용하였습니다. 프로그램 내장방식이란, 폴란드의 수학자 폰 노이만에 의헤 제안된 것으로, 프로그램 및 데이터를 주기억장치에 저장해 두었다가 필요시마다 하나씩 차례로 수행하는 방식을 의미합니다. 또한 수정이 쉽고 공동으로 프로그램을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 

<EDSAC>

<EDSAC의 모니터 모습> (출처: http://zecca.tistory.com/61)

 7) UNIVAC-1 : 에커트 & 머큐리 - 최초의 상업용 계산기 (UNIversal Automatic Computer)

1940년대 초대의 컴퓨터중 하나인 EDSAC, 그리고 에뮬레이터

     1950년 존 머큐리와 프레스퍼 에커트가 필라델피아에 회사를 차리고 상업용 범용 컴퓨터인 UNIVAC(UNIversal Automatic Computer)을 제작했는데, 이 기계는 천공기계대신 고속 자기 테이프로 명령을 받는 내장 프로그램을 갖춘 전자식 컴퓨터 였습니다.

 

<UNIVAC-1>

  8) EDVAC : 폰 노이만 - 프로그램 내장방식 계산기 (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

     1950년 폰노이만이 만든 프로그램 내장방식의 전자 계산기로, 2진법을 채택하였습니다. 폰노이만이 제안한 이 프로그램 내장방식은 처리하고자 하는 프로그램과 데이타를 주기억장치에 저장해 두었다가 필요시마다 하나씩 차례로 수행하는 방식을 의미합니다. 또한 수정이 쉽고 공동으로 프로그램을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.

<EDVAC>

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4. 컴퓨터의 세대별 특징   

5. 컴퓨터 분류

  1) 데이터 취급에 따른 분류

    이 외에 하이브리드 컴퓨터가 있습니다. 하이브리드 컴퓨터는 디지털 컴퓨터와 아날로그 컴퓨터의 장점을 취합한 컴퓨터예요.

   2) 사용용도에 따른 분류

  3) 데이터 처리 능력에 따른 분류

* 컴퓨터 처리 능력의 크기 순서 *

슈퍼 컴퓨터 > 메인 컴퓨터 > 미니 컴퓨터 > 마이크로 컴퓨터

  4) CPU 설계방식에 따른 분류

 * 개인용 컴퓨터 크기 순서 *

 데스트탑 > 랩톱 > 노트북 > 팜톱

* GIGO *

 Garbage in Garbage Out의 약어로, 쓰레기 값이 들어가면 결과역시 잘못된 값이 나오게 된다는 의미이다. 

예를 들어, 비밀번호를 잘못 입력했을때 틀린 번호입니다 라고 표현하는 것을 GIGO 라고 한다.

  (출처 : EBS 방송강의, 네이버 지식백과)