제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.1 초기의 컴퓨터 발전 인류의 역사와 더불어 인간 생활에 있어서 수와 양을 표시하기 위한 계산 방법은 꾸준히 발전됨 초기의 계산기 인류의 역사와 더불어 인간 생활에 있어서 수와 양을 표시하기 위한 계산 방법은 꾸준히 발전됨 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.1 초기의 컴퓨터 발전 서양에서는 원시적 수준의 주판이 기원전 3000~4000년에 고안됨 고대의 계산 도구 : 서양에서는 원시적 수준의 주판이 기원전 3000~4000년에 고안됨 6세기경 로마의 철학자 보이티우스 에 의해 주판 개량됨 10세기경 교황 실베스터 2세에 의해 개량됨 중국의 주판은 기원전 26세기경 개발되어 배우기 쉽고 사용이 용이하여 아시아권에서 널리 이용됨 네이피어의 봉 : 스코트랜드의 귀족이며 자연대수의 창시자인 네이피어가 만든 봉은 곱셈의 계산에 매우 효율적으로 개발 후 300년간 이용됨 네이피어의 봉 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.1 초기의 컴퓨터 발전 파스칼의 톱니바퀴 계산기(파스칼라인) : 17세기 프랑스의 저명한 수학자이자 철학자인 파스칼이 고안한 것으로 톱니바퀴의 회전원리를 이용하여 가감산을 할 수 있는 최초의 기계식 계산기의 원형임, 뺄셈에 보수를 사용 독일의 라이프니츠(Leibnitz) : 곱셈과 나눗셈을 할 수 있도록 개량(실패) 배비지의 분석 엔진 : 영국의 수학자인 배비지는 펀치로 작동되는 직기를 발명한 프랑스의 직공 재쿼드와 함께 차분엔진이라고 불리는 계산기를 연구하였다. 차분엔진은 대수표를 계산하는 데 사용되었으며, 나중에 기억, 연산, 입출력 장치 등을 갖춘 분석 엔진이라는 이름으로 더욱 포괄적인 기능의 기계가 1834년에 고안됨 : 천공카드 개념과 프로그래밍 개념 (기억장치, 연산장치를 수리엔진의 구조) 차분 엔진 파스칼의 계산기 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

홀러리스의 천공카드 : 천공카드는 일괄처리의 효시가 되었 2.1 초기의 컴퓨터 발전 홀러리스의 천공카드 : 천공카드는 일괄처리의 효시가 되었 고 1890년 미국 국세 조사 업무의 자료 처리에 사용된 후 1960년대 말까지 통계와 사무처리를 비롯한 분야에 이용 됨 천공카드 홀러리스 천공카드 시스템 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.1 초기의 컴퓨터 발전 ABC 컴퓨터 마크 - I 기계식 계산기 초기의 컴퓨터 ABC(Atanasoff-Berry Computer) : 최초의 전자식 컴퓨터로 전자식 디지털 계산기를 제작함 복잡한 계산을 수행하는 물리학자들을 돕기 위한 목적 마크-I : 세계 최초의 전기 기계식 자동 계산기 배비지의 설계를 실현시킨 것으로 분석 엔진의 원리를 이용해 과학 기술 계산을 목적으로 제작됨 23자리 10진수를 72개까지 기억 2개의 23자리 숫자의 곱셈계산에 약 4.5초 소요 ABC 컴퓨터 마크 - I 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

세대별 컴퓨터의 특징 ***** 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전 세대별 구분 제1세대 제2세대 제3세대 제4세대 제5세대 연 도        세대별 구분 제1세대 제2세대 제3세대 제4세대 제5세대 연 도 1946-1957 1957-1964 1965-1974 1975-1984 1985-현재 회로 소자 진공관 트랜지스터 IC LSI VLSI 처리 속도 ㎳(1/103) ㎲(1/106) ㎱(1/109) ㎰(1/1012) 기억 장치 수은 지연 회로, 자기 드럼, 자기테이프 자기 코어, 자기 드럼, 자기테이프, 자기 디스크 반도체 기억 소자 응용 분야 과학 계산, 통계, 집계 생산 관리, 사무 통계 온라인 처리, 인공 위성 자동 생산, 데이터 베이스 구축, 실시간 처리 방식 산업용 로봇, 자동 설계 특 징 부피가 크고, 속도가 느리며, 신뢰성이 낮음. 사용언어-기계어, 어셈블리어 운영 체제, 고급 언어 개발(포트란, 코볼, 알골), 전력 감소, 신뢰성 향상, 가격 저렴, 속도가 빨라짐. 경영 정보 시스템 도입, 주변 장치의 고속화(장기 잉크 문자 판독기, 광학 문자 판독기, 광학 마크 판독기), 신뢰성 향상, 가격 저렴, 전력 감소 운영 체제 발달, 소형화와 고속화, 기억 용량의 증가, 초미니화, 초대형화, 인공지능, 병렬 처리 기술 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.2 컴퓨터의 세대별 분류 에니악 : 세계 최초의 전자식 컴퓨터로 미국 육군의 탄도 궤도의 수학적 도 제 1세대(1951~1958) : 데이터의 저장과 처리에 진공관 사용, 주기억장치에 자기 드럼 사용, 입출력 보조기억 장치로 천공카드사용, 프로그램은 기계어를 사용하여 작성함 에니악 : 세계 최초의 전자식 컴퓨터로 미국 육군의 탄도 궤도의 수학적 도 표를 계산하기 위해 만들어짐 10m/3m/3m/30t/18000개 진공관 에드박 : 프로그램 내장 방식을 최초로 도입한 컴퓨터로 폰 노이만이 개발함 1세대 범용 컴퓨터 : IBM사에서 1952 년 701이라는 모델명을 가진 상업용 컴퓨터를 내놓은 데 이어서 1953년에 사무용과 과학 기술용으로 함께 쓸 수 있는 범용적인 컴퓨터 IBM650을 발표 함 에니악에 사용된 진공관 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

자기 드럼 표면에 자성체를 칠한 원통을 한쪽 방향으로 회전시키고 그 주위에 근접해서 자기헤드로 판독하거나 기록하는 컴퓨터의 보조기억장치. 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.2 컴퓨터의 세대별 분류 제 2세대(1958~1963) : 회로소자로 트랜지스터를 사용, 주기억 장치에는 접근 시간이 짧은 자기 코어가 이용됨, 보조기억 장치로 용량이 큰 자기 드럼, 자기 디스크가 사용, 입출력 장치로는 자기 테이프와 종이 카드가 사용됨 트랜지스터 UNIVAC 1107 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.2 컴퓨터의 세대별 분류 제 3세대(1964~1970) : 컴퓨터에 IC를 사용함으로써 중앙처리 장치는 소형화되는 반면 기억 용량은 커졌으며, 다양한 소프트웨어를 구사할 수 있는 기능이 크게 개선되었을 뿐만 아니라 관리 프로그램과 처리 프로그램 및 사용자 프로그램 등의 소프트웨어 체계가 확립됨 IC 개발 : 1971년 인텔사는 최초의 초소형 전자 회로인 Intel 4004 마이크로 프로세서를 개발함, 한 번에 4 자리 숫자의 정보를 처리함, 손톱만한 크기의 불과 몇 볼트의 전력만을 사용함 Intel 4004 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.2 컴퓨터의 세대별 분류 IBM S/360 : 메모리의 크기가 16KB에서 1MB까지 범위로 구성된 6대의 컴퓨터로 이루어 졌으며 시분할 방식을 사용함 PDP-11 : 1960년 대말 대형 컴퓨터보다 작으면서도 기술 개발로 인해 성능이 별로 떨어지지 않으며, 대학의 학과용이나 중소 기업 업무 처리용으로 애용됨 IBM 360 PDP-11 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.2 컴퓨터의 세대별 분류 제 4세대(1971~ 현재) : 고밀도 집적 회로(LSI)와 초고밀도 집적 회로(VLSI)를 사용, 연산속도는 초대형 컴퓨터인 경우 피코(pico)초에 이르고 있으며, 크레이(CRAY)란 슈퍼 컴퓨터는 현재 1초에 백억 개 이상의 명령어를 행할 수 있는 초고성능의 속도로 작동 중임 LSI 80386의 내부 회로 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.2 컴퓨터의 세대별 분류 알테어 8800 : 최초의 상업적인 마이크로 컴퓨터로서 대기업이나 정부에서만 사용할 수 있었던 컴퓨터를 일반 대중도 구입할 수 있는 길을 열었음 애플컴퓨터 : 1977년 스티브 잡스와 스테픈 워즈니악에 의해 만들어져 널리 시판된 최초의 마이크로 컴퓨터임 알테어 8800 최초의 애플컴퓨터 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.2 컴퓨터의 세대별 분류 IBM은 1981년 개인용 컴퓨터를 발표 IBM PC : IBM은 1981년 개인용 컴퓨터를 발표 데스크 탑 컴퓨팅을 통하여 마이크로 컴퓨터의 표준으로 자리 매김 함 개방화 정책으로 컴퓨터 설계에 대한 모든 사항 공개함으로 IBM PC는 호환 기종 업체들이 많이 생기게 됨 저가격의 고성능의 매력으로 IBM PC를 이용함 IBM PC XT 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.2 컴퓨터의 세대별 분류 제 5세대 정의 : 현재 상용화되어 있지는 않지만 앞으로 발전되어 갈 형태의 컴퓨터를 말함. 컴퓨터 시스템은 하드웨어, 지식중심 언어, 인공지능 소프트웨어, 그리고 코드화된 지식베이스로 구성됨 제 5세대 컴퓨터용 하드웨어의 특징 초고속 장치 대규모 병렬처리 시스템의 구조가 필요함 논리적 추론을 지원하는 연산 기능이 필요함 논리 프로그래밍, 인공지능 기법, 그리고 병렬 처리 개념을 내포하는 추상적인 언어가 제공되어야 함 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

다음 세대를 위한 기술들 인공지능(AI) 뉴로 컴퓨터 기존의 컴퓨터에서는 처리가 불가능한 작업인 인간의 지능적 행위를 컴퓨터에서 처리. 퍼지이론 이용분야 : 바둑, 체스와 같은 게임분야, 언어 통역, 법률상담, 질병의 진단과 처방 연구분야 : 자연어처리, 음성인식, 화상인식, 학습과 추론 뉴로 컴퓨터 인간뇌의 기본 소자인 neuron 과 이것들을 결합한 신경망의 구조를 원리로 이용. 음성 인식, 문자인식, 영상처리, 로봇제어 등 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

초전도 물질 무저항 광전자  빛 나노테크놀로지  원자/분자 수준에서 작동 생물공학과 DNA분자의 이용 ATCG – DNA 서열을 이용한 인간의 유전적 위험을 검사 및 극복 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

DNA Chip 의 이용 DNA chip은 생체내 유전자의 발현 pattern을 분석하거나 돌연변이가 발생된 특정 유전자를 대량으로 탐색할 수 있어서 이를 신약개발, 유전병의 진단, 그리고 SNP 의 분석에 광범위하게 사용되고 있다. 최근에. 앞으로는 DNA chip 이 생명공학, 제약 및 의학문야 등에서 더욱 광범위하게 사용될 것으로 예측된다. 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 사용목적에 따른 분류 *** 특수용 컴퓨터 : 특정분야의 문제 해결이나 제한된 범위의 문제만을 처리하기 위하여 설계되고 제작된 컴퓨터를 말함 이용분야 군사용 : 미사일이나 항공기의 궤도를 추적하는 일에 쓰임 사업용 : 핵반응 시설을 제어하거나 공장에서 생산공정을 제어함 업무용 : 지하철의 운행이나 개찰, 의료 단층 촬영 등에 이용함 기타 : 항공기 및 선박의 자동 조정 장치 등에 이용함 군사용 컴퓨터와 산업용 컴퓨터 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 - 과학 기술에 필요한 수치 계산 - 수치해석 분야, 선형 계획 프로그래밍, 모의 실험 등의 기술 계산용 범용 컴퓨터 : 일반적인 자료 처리는 물론 여러 분야에서 광범위하게 사용할 수 있도록 설계되고 제작된 컴퓨터를 말함 - 과학 기술에 필요한 수치 계산 - 수치해석 분야, 선형 계획 프로그래밍, 모의 실험 등의 기술 계산용 - 자동차나 항공기의 설계, 제조, 관리 - 생산, 판매, 재고, 급여, 인사, 회계 등의 기업업무나 행정, 금융 업무 등의 사무 처리 분야 개인용 컴퓨터 : 통상 PC라고 부르는 개인의 업무 처리용 컴퓨터를 말함. 취미, 오락, 통신, 가사 등에 이용되고 있으며 학교에서는 컴퓨터 보조 교육에 이용하며 공공 단체나 소규모 기업에서는 업무 처리용으로 이용함 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 자료의 표현 방법에 의한 분류 : 컴퓨터가 취급하는 자료의 형태는 불연속적인 성격을 가지는 이산 자료와 연속적인 표현 방법의 아날로그 자료로 나눌 수 있음 아날로그 컴퓨터 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

자료의 표현 방법에 의한 분류(하이브리드형 포함)**** 2.3 컴퓨터의 분류 자료의 표현 방법에 의한 분류(하이브리드형 포함)**** 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 디지털 컴퓨터와 아날로그 컴퓨터의 장점을 융합하여 만듦 하이브리드 컴퓨터 디지털 컴퓨터와 아날로그 컴퓨터의 장점을 융합하여 만듦 변환기를 통해 아날로그 형태로 입력된 데이터를 디지털 형태로 처리한 후에 결과는 아날로그 형태나 디지털 형태로 출력할 수 있는 특수 목적형 컴퓨터 어떠한 형태의 데이터라도 처리가 가능한 컴퓨터 하이브리드 컴퓨터 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 처리 능력에 따른 컴퓨터 *** 슈퍼 컴퓨터 : 일반적으로 그 당시의 가장 우수한 범용 컴퓨터보다 한두 단계 앞선 최첨단 컴퓨터를 지칭함. 우리나라에 처음 도입된 슈퍼 컴퓨터는 미국 크레이 리서치사에서 제작한 Cray 2S이며 그 후 속도가 8배나 빠른 세리 슈퍼컴 2호가 도입되어 가동됨(단위:MIPS(million instructions per second), 플롭스(Floating point Operation per second) ASCI Red 컴퓨터 Cray 2S 슈퍼 컴퓨터 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 대형 컴퓨터 : 통상 메인 프레임이라고 불리는 대형 컴퓨터는 1초에 수억 개 이상의 명령어를 처리할 수 있는 고속의 컴퓨터로서 다수의 이용자가 공유하고 사용하는 분산처리 시스템에서 주로 사용됨 대형 컴퓨터 IBM 4341 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 미니 컴퓨터 : 다양한 주변 장치를 지원하며 일반 업무 처리도 가능한 소형 컴퓨터로 1960년대 말 연구, 기술, 교육을 목적으로 개발되었으며 가격은 저렴하지만 처리능력이나 용량 면에서 뒤지지 않음 워크스테이션 : 슈퍼 컴퓨터와 연결되어 데이터와 기억 장치 등을 메인 프레임과 공유하면서 업무를 처리할 수도 있으며 특정 용도의 실시간 처리를 위해 독자적인 데이터의 처리, 기억, 연산, 제어 기능을 가지고 있음 SUN 워크스테이션 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 마이크로 컴퓨터 : 마이크로 프로세서를 사용하여 만든 것으로 개인용 컴퓨터 또는 PC라고 불리며 데스크 탑이라고도 함 랩탑 컴퓨터 : 랩탑 컴퓨터는 무릎에 올려 놓을 수 있는 소형 컴퓨터로서 통상 노트북 컴퓨터라고 함. 랩탑은 충전용 배터리를 이용할 수 있고 이동성이 좋으며, 기능성 또한 우수함 팜탑 컴퓨터 : 팜탑 컴퓨터는 손바닥에 들어갈 만한 소형컴퓨터를 의미함 팜탑 컴퓨터 랩탑 컴퓨터 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

2.3 컴퓨터의 분류 PDA : 거의 온종일 이동 중에 일을 수행할 수 있는 세일즈맨, 보험 설계사, 증권 주문 등의 용도에 쓰이는 것으로 언제 어디서든 편리하게 사용할 수 있음 지능정보단말기 : 현재의 PDA보다 앞선 기술을 표방하며 고도의 정보통신 기술을 활용하여 인간과 컴퓨터간의 친밀한 의사 소통이 가능한 미래 지향형 컴퓨터 기술임 PDA 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

PC의 개요 PC의 역사 칩 기술 클럭 속도 처리 속도 애플, 매킨토시 컴퓨터 – 모토롤라 68000 마이크로프로세서 칩 IBM PC 호환성 기종 – 인텔 칩 클럭 속도 CPU가 데이터를 처리할 수 있는 속도를 결정 333MHz – 초당 3억3천3백만 회의 머신사이클 처리 속도 메모리에서 데이터를 액세스하기 위해 필요한 시간과 CPU에서 동작을 수행하는데 필요한 시간 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

PC의 종류 마이크로프로세서 4비트형 8비트형 16비트용 32비트용 연산장치, 레지스터, 제어 회로 등으로 구성 5장 참조 그림[마이크로프로세서의 내부 구성] PC의 종류 4비트형 롬/램이 없고, 내부 레지스터의 개수가 적다 탁상용 계산기, 게임, 장난감, 가전제품의 제어장치 등 8비트형 다수의 내부 레지스터와 외부 롬 / 램, 입출력 장치 가전 제품, 계기, 자동차, 주변장치, 개인용 컴퓨터 16비트용 8086/80286 32비트용 80386SX, 80486 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전

펜티엄 컴퓨터 80586 310만개의 트랜지스터가 집적(펜티엄) 550만개의 트랜지스터가 집접(펜티엄프로) MMX(Multi Media eXtention)-오디오/비디오/통신기능 내장 펜티엄2 MMX기술 포함, 클럭속도 300MHz, 333MHz, 450MHz 셀러론 펜티엄2에서 레벨2 캐시를 제거 펜티엄3 3차원, 고성능 이미지 처리, 스트리밍 비디오, 음성인식 등을 빠르게 처리하는 것이 가능하도록 만듦 펜티엄4 제 2장 컴퓨터의 등장과 발전