1장 - 2. 컴퓨터 구조의 발전 과정

1. 컴퓨터의 발전과정

컴퓨터는 수동식 계산기에서 점차 발전하여 현대까지 왔습니다.

중국에서는 주판을 1606년에 갈릴레오같은 몇몇 발명가들이 섹터 도구를 고안하였고, 17세기에는 네피어가 네피어 봉이라는 곱셈용 계산기를 만들었습니다.

다음은 기계식 계산기들의 발전 순서입니다.

파스칼라인(Pascaline)

- 최초의 기계식 계산기

- 1645년 프랑스 과학자 파스칼 발명

- 기본적으로 덧셈, 뺄셈이 가능하지만 회수만큼 더하고 빼는 것을 통해 곱셈, 나눗셈 연산 가능

- 올림수 자동처리, 덧셈 연속처리, 음수의 보수화 등의 표현은 현대에도 사용

가감승제 계산기(Calculating Machine)

- 사칙연산 모두 가능

- 1671년 독일 수학자 라이프니쯔가 개발

- 파스칼라인 한 부분에 승수와 피승수로 표현된 부분을 추가

차등기(Difference engine)

- 증기로 작동됨

- 1823년 캠브리지 대학교수 바베지 개발

- 사람이 관여하지 않아도 계산 및 결과를 출력한다.

- 소수점 이하 유효숫자 5자리까지 계산 가능

- 삼각함수 연산 가능

분석기(Analytical engine)

- 차등기를 발전 시킴

- 1834년 캠브리지 대학교수 바베지 설계

- 천공카드 입력 시스템 추가

- 밀(Mill)이라는 연산장치와 기억장치 추가 설계

- 오늘날 컴퓨터 구조를 만드는데 많은 공헌을 함

천공카드 도표작성기

- 미국 인구조사 자료를 처리하기 위해 전기기계식 천공카드 기계 개발

- 1890년 통계학자 홀러리스 개발

-수동식 카드천공기, 전자식 카드해독기, 전자기기계식 카드분류기 구성

MARK I

- 천공카드장치를 대체하고자 개발

- 1944년 에이컨교수 개발

- 종이 테이프에 천공된 프로그램 명령어로 작동하고 제어되도록 설계

- 하버드대에 기증되어 상업화되지는 못함

아타나소프-베리 컴퓨터 (ABC Computer)

- 선형 방정식을 해결하기 위한 특수 목적용 컴퓨터로 개발

- 1942년 아타나소프 교수와 제자 클리포드 베리가 개발

- 순차적 방식, 2진법 체계를 사용하는 진공관 방식

- 전자공학에 기초한 전자식 계산 원리에 따라 개발

- 전자식 계산 원리는 디지털 컴퓨터 발달에 큰 공헌

ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator)

- 최초의 디지털 컴퓨터

- 1946년 포탄의 궤도를 추정하기 위한 탄도표를 만들 목적으로 개발

- 18,000 여개의 진공관 사용, 무게 30톤

- 전자적인 가산기를 연산용 기억장치로 사용

- 6000여개의 스위치로 프로그램 수행 -> 매우 불편

- MARK I이 10자리수 곱셈이 3에 반해 3밀리초면 연산 가능

내장 프로그램 방식 컴퓨터

- 1945년 폰 노이만 제안

- 컴퓨터에 기억장치를 설치하고 프로그램과 함께 데이터를 기억장치에 저장했다가, 프로그램에 포함된 명령에 따라 자동으로 작업을 처리하는 방식으로 오늘날 컴퓨터의 기본 사상

EDSAC(Electronic Delayed Storage Automatic Computer)

- 최초의 프로그램 내장 방식 컴퓨터

- 1949년 캠브리지 대학 출신 윌크스와 동료 개발

EDVAC(Electronic Discrete Variables Automatic Computer)

- 미국 최초 프로그램 내장 방식 도입

- 2만여 개의 글자 저장하는 보조기억장치 도입

- 자료나 프로그램 명령어를 2진법으로 표현

UNIVAC I (UNIVersal Automatic Computer)

- 최초의 순수 데이터 처리용 상업용 컴퓨터

- 1951년 개발

- 인구조사에 이용

- 미국 GE 제조공장에 설치

- 자기테이프를 보조기억장치로 도입

IBM 701

- 1952년 IBM에서 개발

- CRT(Cathode-Ray-Tube)를 주기억장치로 사용

- 자기드럼, 자기테이프를 보조기억장치로 사용

- 본격적인 상업용 컴퓨터 시대를 열었다.

2. 컴퓨터 산업 발전 단계

1세대 컴퓨터 : 진공관 세대

- 1950년 초반부터 1950년 말 까지

- 과학 기술의 제한적인 용도로만 사용

- 진공관을 사용하기 때문에 넒은 공간 필요, 열 발생량이 많고 전력소모 큼

- 연산속도는 1000의 1초로 신뢰도가 떨어지고 처리 속도가 늦다.

2세대 컴퓨터 : 트랜지스터 세대

- 1950년 후반부터 1960년대 중반 까지

- 진공관을 트랜지스터로 대체

- 일반 사무용으로 사용 확대 기여

- FORTRAN, COBOL, ALGOL 등의 컴퓨터 언어 사용

- 운영체제 개발

3세대 컴퓨터 : 집적회로 세대

- 1960년 중반 부터 1970년대 후반까지

- 수많은 트랜지스터를 집적한 집적회로로 대체

- 소프트웨어 산업 비중 증가

- 운영체제, 각종 유틸리티 개발

- 10억분의 1초의 연산속도로 시분할 처리를 통한 멀티 프로그래밍 지원

- 캐시기억장치 등장

4세대 컴퓨터 : 고밀도 및 초고밀도 집적회로 세대

- 1980년대 해당

- 마이크로프로세서와 네트워크 기술이 더욱 발전

- 분산 계산, 병렬 계산 보편화

- 클라이언트/서버 시스템 보편화

- 분산 시스템 구축 활성화

5세대 컴퓨터 : 미래 컴퓨터

- 얼마나 인간다운 컴퓨터인지에 따라 분류 예상

- 유비쿼터스 시대

- 개인의견 ; 현재 IT산업이 IoT와 모바일의 기술 발전으로 현재 이 단계로 보이는것 같다

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