(강의 홈페이지: http://dcom10.ez.ro) 강좌 개요 서울대학교 통계학과 2010년 2학기 컴퓨터의 개념 및 실습 (강의 홈페이지: http://dcom10.ez.ro)

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1 (강의 홈페이지: http://dcom10.ez.ro)
강좌 개요 서울대학교 통계학과 2010년 2학기 컴퓨터의 개념 및 실습 (강의 홈페이지:

2 이 과목을 통해 무엇을 배울 수 있는가? 컴퓨터의 기본 개념 컴퓨터 시스템의 개요, PC의 구성 요소
운영체제 및 주변환경, 멀티미디어 및 정보통신 대학교 강의 이수 중에 필수적으로 사용하는 S/W 학습 문제 해결 프로그래밍 언어 자료 분석 및 처리 Excel (+VBA) 결과 정리 및 발표 프레젠테이션 – Powerpoint 보고서 작성 – 아래아 한글(HWP)

3 컴퓨터의 개념 강의계획 컴퓨터 시스템의 개요 PC의 구성 요소 (H/W, S/W) 사용자 인터페이스 멀티미디어 데이터통신
CPU 컴퓨터 시스템의 개요 PC의 구성 요소 (H/W, S/W) 사용자 인터페이스 멀티미디어 데이터통신 운영체제 프로그래밍 응용소프트웨어 시스템소프트웨어 서비스프로그램 커널 운영체제

4 실습 수업 계획 다음의 프로그램의 기본 사용법 (+ 파워유저 기능) 상기 프로그램을 활용한 과제 수행
Windows XP (+Linux) HWP 2010 Excel 2007 / Powerpoint 2007 상기 프로그램을 활용한 과제 수행 참고사항: 관련 자격증 워드프로세서 1~3급(대한상공회의소): 한글2002/2005, MS-Word 2003 컴퓨터활용능력 1~3급(대한상공회의소): 필기는 MS office 2003 / 실기는 2003, 2007 모두 사용 (2008년도 기준) 정보기술자격(ITQ): 한글2005, MS Office 2003, 인터넷 MOS (Microsoft Office Specialist) Core/Expert/Master levels 현재 2000, 2002, 2003버전으로 시험 시행 MOS 2007: MS Office 2007 각 프로그램별 응시

5 프로그래밍 본 강좌에서는 프로그래밍의 기본 개념만 간략히 소개 주요 프로그래밍 언어 C, C++, C# Java, Python
전공수업에서 다룰 전용 프로그램의 ‘스크립트’ 프로그래밍 소개 Matlab, R SAS, S-Plus, SPSS Maple, Mathematica 기타 전공과목별 전용 통계 프로그램

6 프로그래밍 관련 연계 교과목 프로그래밍 언어 프로그래밍 원리 통계분석
A 002 컴퓨터 프로그래밍 (2-1 전선) 컴퓨터공학부, 2학년 컴퓨터 프로그래밍 전기공학부, 2학년, ‘프로그래밍방법론’ 농생대, 3학년, ‘컴퓨터프로그래밍개론’ 프로그래밍 원리 자료구조(data structure) 알고리즘(algorithm) 통계분석 전산통계 및 실험 (2-2 전필)  R을 이용한 실습

7 평가 및 안내사항 중간고사: 30% (이론 지필고사) 기말고사: 40% (MOS 유형의 실습문제풀이 + 지필)
과제: 20% (2회 개별 과제) 출석 및 수업태도: 10% (지각 3회당 결석 1회 처리) 강의자료는 과제 홈페이지( 에서 다운로드 각종 공지 확인 및 질의응답은 과제 홈페이지 게시판을 이용

8 컴퓨터의 개요 서울대학교 통계학과 2010년 2학기 컴퓨터의 개념 및 실습 (

9 컴퓨터란? 넓은 의미의 컴퓨터 계산능력을 가진 모든 장치 좁은 의미의 컴퓨터
데이터와 명령어를 입력 받아 저장하며, 이를 처리하여 결과를 출력하는 전자 장치 구성: Hardware + Software

10 컴퓨터의 구성 Hardware 전자장치 (눈으로 보이는 기계 자체를 의미) 사람의 몸에 해당 Software
컴퓨터의 동작을 제어하는 명령어의 집합

11 Hardware 기본 구성 입력 장치 처리 장치 출력장치 사람이 컴퓨터에게 입력하는 정보를 받아들이는 장치
키보드, 마우스, 스캐너 처리 장치 컴퓨터가 계산 및 처리를 위해 사용하는 장치 CPU (Central Processing Unit) 출력장치 컴퓨터의 정보 및 처리 결과를 외부 장치로 내보내는 장치 스피커, 모니터

12 Software 하드웨어를 바탕으로 컴퓨터가 실제로 작동하기 위해 필요한 논리적 구성 요소
구분: 시스템 소프트웨어 + 응용 소프트웨어 Hardware System Software Application Software User

13 Software 시스템 소프트웨어 컴퓨터를 관리하고 이용할 수 있도록 지원하는 프로그램 응용 소프트웨어
운영 체제: MS Windows, Mac OS X, Unix 프로그래밍 언어 번역기: 프로그램(프로그램 코드)을 컴퓨터가 이해하는 언어로 번역 응용 소프트웨어 응용 분야에 알맞은 일을 수행하도록 도와주는 소프트웨어 웹 브라우저, 문서 편집기, 동영상 플레이어

14 컴퓨터의 종류

15 컴퓨터의 종류 데이터 취급 방법에 따른 분류 디지털 컴퓨터 (vs. 아날로그 컴퓨터) 사용 목적에 따른 분류
저장 능력, 처리속도에 따른 분류 개인용 컴퓨터(Personal Computer, PC) 대형 컴퓨터(Mainframe) 서버급 컴퓨터 슈퍼 컴퓨터: 고도의 정밀한 과학 계산 핵 모의 실험, 지질 데이터 분석, 기상 예측 화성 탐사선 : 패스파인더에 사용

16 개인용 컴퓨터 (PC) 저가의 컴퓨터 시스템 성능 면에서는 메인 프레임 수준으로 까지 발전

17 대형 컴퓨터 (Mainframe) 신뢰도를 가지는 다중 사용자 처리 은행, 보험 회사, 제조 업체 등에서 사용

18 수퍼컴퓨터 고속의 계산속도를 필요로 하는 분야 초당 수십억 개의 명령을 실행할 수 있음

19 기타 컴퓨터 노트북 컴퓨터(Laptop) 펜 기반형 컴퓨터(PDA, Personal Digital Assistant) 질문
iPod, iPad, 갤럭시탭 등등도 컴퓨터인가? 자동차의 ‘자동 주차 시스템’도 컴퓨터인가?

20 Computers are in Everywhere
내장형(embedded) (컴퓨팅) 시스템 유비쿼터스(ubiquitous) 컴퓨팅 (마크 와이저의 3가지 철학) 사라지는 컴퓨팅: 일상의 사물과 컴퓨터가 구분이 안 될 정도로 사물의 특성이 사라지는 것을 의미 보이지 않는 컴퓨팅: 이용 가능한 다수의 컴퓨터를 물리적 환경에 배치해 컴퓨터의 능력을 향상시키고 사용자의 능률도 높이는 것을 의미 조용한 컴퓨팅: 기술적인 점보다는 인간이 어떻게 컴퓨터의 정보 환경과 상호 작용할 수 있을까에 대한 고민 편재형(pervasive) 컴퓨팅 주변 환경 내에 컴퓨팅 장치들을 접속하고 있어 점차 유비쿼터스로 향하는 하나의 동향

21 컴퓨터의 역사

22 기계식 계산기 톱니 바퀴이용 파시칼라인(1642): 파스칼 계단식 계산기: 라이프니쯔
최초의 기계식 계산기 덧셈, 뺄셈 계단식 계산기: 라이프니쯔 곱셈, 나눗셈 가능 Difference engine, analytical engine 톱니, 벨트, 증기기관 이용 천공카드를 이용하여 자동 계산 및 입출력 Charles Babbage (엔진 설계, 아들이 완성) Ada (최초의 컴퓨터 프로그래머, 시인 Byron의 딸)

23 Difference Engine

24 기계식 계산기 Tabulating machines 천공카드 이용한 대규모 데이터 처리(1890년 미국 인구조사)
Hollerith 설계 Computing Tabulating Recording Corporation (IBM의 전신)

25 전자식 컴퓨터 Mark I (Harvard Univ.)
ABC (Atanasoff-Berry Computer) : 최초의 전자식 컴퓨터 ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)

26 컴퓨터의 세대 분류 전자적 기술의 발달 정도 기준 1세대 (1941-1958): 진공관
2세대 ( ): 트랜지스터 3세대 ( ): 집적 회로 4세대 (1971-현재): 마이크로 프로세서 5세대 (미래): Quantum computer, DNA computer

27 제 1 세대 컴퓨터(1941~1958) 진공관 사용 ABC, ENIAC, EDSAC, EDVAC, UNIVAC
저장매체: 자기 드럼 데이터 입출력 : 천공 카드

28 제 2 세대 컴퓨터(1959~1965) 트랜지스터 이용 진공관의 1/200 크기, 저발열, 저전력, 저가, 낮은 고장률
저장 매체: 자기 코어, 자기 테이프, 자기 디스크 최초의 수퍼 컴퓨터(CDC 6000) 등장 고급 프로그램 언어(FORTRAN, COBOL) 등장 시작

29 제 3 세대 컴퓨터(1965~1970) 집적회로(IC: integrated circuit) 등장 소형/저렴/고속 IBM 360
시분할(Time Sharing) 여러 명이 터미널을 이용하여 동시에 컴퓨터 활용 가능 Software 기술 강조 되기 시작 이전에는 Hardware 성능 향상/효율적 이용에만 초점 소프트웨어 산업 출현, 번창 시작 C 언어 개발

30 제 4 세대 컴퓨터(1971~ ) 고밀도 집적회로 이용 (LSI/VLSI: large/very-large-scale integration) 마이크로 프로세서 탑재: Intel CPU 수퍼 컴퓨터의 본격화 4GL(Fourth Generation Language) “어떻게”보다 “무엇을”에 초점 최초의 상업용 PC Apple 컴퓨터 (Steve Jobs and Steve Wozniak, 1977) IBM PC의 출현 (1981) 화면(행 당 80문자), 키보드(대문자 지원) 메모리 추가 가능, 확장 슬롯 Microsoft: IBM PC에 MS-DOS를 공급하면서 성장

31 컴퓨터의 이론 모델

32 튜링 기계(Turing Machine) 제어 장치와 기억 장치로 구성된 가상 장치
만들 수 있는 어느 컴퓨터의 논리도 시뮬레이션 할 수 있는 추상적인 모델 컴퓨터의 작동 방식과 원리를 간단하게 표현 head tape Alan Turing (1912~1954)

33 Turing Machine 테이프(tape): 연속된 셀(cell)로 구성. 각 셀에는 유한 알파벳 집합에서 생성되는 기호가 포함됨 헤드(head): 한 번에 테이프의 셀을 좌/우로 하나씩 이동하며 테이프에 기호를 읽고 씀 상태 레지스터(state register) : 튜링 기계의 상태를 저장 동작표(action table or transition function) 테이프에서 읽어낸 기호 및 기계의 현재 상태를 기반으로 어떤 동작을 취할 지 정의한 표 테이프에 쓸 기호 지정, 헤드의 이동 절차, 기계의 다음 상태 등을 지정

34 Church’s Thesis Every 'function which would naturally be regarded as computable' can be computed by a Turing machine  현재까지 나온 컴퓨터로 해결할 수 있는 모든 문제(알고리즘을 만들 수 있는 문제)는 튜링 머신으로 해결할 수 있음. 증명 불가능. 그러나, 가정은 아님.

35 폰 노이만 구조 (Von Neumann Architecture)
현대 컴퓨터  “프로그램” 가능 폰 노이만  프로그램 내장형(저장형) 컴퓨터 모든 현대 컴퓨터의 기본 모델 저장된 알고리즘에 의해 컴퓨터가 수행 제어됨. John von Neumann (1903~1957) - John von Neumann이 기여한 분야 quantum physics, functional analysis, set theory, economics, computer science, topology, numerical analysis, hydrodynamics (of explosions), statistics, …

36 폰노이만 구조의 ‘명령어 싸이클(instruction cycle)’
CPU 폰노이만 구조의 ‘명령어 싸이클(instruction cycle)’ (1) 기억장치(memory)에서 명령어(instruction)를 추출 (2) 명령어 수행에 필요한 데이터를 기억장치에서 추출 (3) 명령어 수행 (4) 수행 결과를 기억장치에 저장 (5) (1)번으로 돌아가기