컴퓨터 과학 개론 √ 원리를 알면 IT가 맛있다 컴퓨터 과학도를 위한 첫 전공서 ehanbit.net.

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1 컴퓨터 과학 개론 √ 원리를 알면 IT가 맛있다 컴퓨터 과학도를 위한 첫 전공서 ehanbit.net

2 Chapter 01. 컴퓨터 개요

3 정보(information)와 데이터(data)에 대한 의미를 구분지어 생각해본다
학습목표 정보(information)와 데이터(data)에 대한 의미를 구분지어 생각해본다 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어에 대한 기본적인 개념을 파악한다 컴퓨터가 발전되어 오기까지의 과정을 역사 속 인물들과 함께 살펴본다 컴퓨터의 분류를 통해 다양한 형태의 컴퓨터들로 구분지어 생각해본다 컴퓨터 하드웨어의 기본적인 구성 요소들을 자세하게 살펴본다

4 정보(information) 데이터(data) 어떤 사물에 대한 소식이나 자료 가공된 데이터
Section 1. 정보와 데이터 정보(information) 어떤 사물에 대한 소식이나 자료 가공된 데이터 데이터(data) 정보를 작성하기 위해 필요한 자료나 정보를 처리하거나 전송할 때 이진(binary)이나 디지털과 같은 좀더 편리한 형태로 바뀌어진 자료 정보의 원재료

5 비트(bit)와 바이트(byte) 데이터 표현 단위 데이터 표현 단위 비트(bit) 0, 1 바이트(byte)
교재 p26[그림1-1] 수정합니다. 비트(bit) 0, 1 바이트(byte) 1byte=8bit 킬로바이트(KB. KiloByte) 1KB=1024byte=2^10byte 메가바이트(MB. MegaByte) 1MB=1024Kbyte=2^20byte 기가바이트(GB. GigaByte) 1GB=1024Mbyte=2^30byte 테라바이트(TB. TeraByte) 1TB=1024Gbyte=2^40byte

6 ASCII(American Standard Code for Information Interchange) 코드
문자 체계 ASCII(American Standard Code for Information Interchange) 코드 EBCDIC(Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) 코드 문자 ASCII 코드 EBCDIC 코드 I 1 J 2 K 3 L 4 M 5 N

7 하드웨어(hardware) 소프트웨어(software)
Section 2. 하드웨어와 소프트웨어 하드웨어(hardware) 컴퓨터의 입력, 출력, 연산 기능을 제어하는 데 사용되는 전자 부품들이 상호 연결되어 구성 중앙처리장치(CPU), 기억장치, 입출력장치, 주변장치 등 소프트웨어(software) 하드웨어에 특정한 일을 시키기 위한 명령어 집합인 프로그램을 총괄적으로 나타내는 용어 (ex) 워드프로세서(word processor) 사용자가 편지나 메모, 공부서나 보고서와 같음 문서 작성을 위해 문서 내용을 입력, 편집, 수정 또는 보관할 수 있는 프로그램

8 컴퓨터 하드웨어의 구성

9 컴퓨터 소프트웨어의 구분 시스템 소프트웨어 응용 소프트웨어 컴퓨터 소프트웨어 컴퓨터의 전체적인 운영 담당
운영체제(operating system), 컴파일러(compiler), 어셈블러(assembler), 로더(loader) 등 응용 소프트웨어 시스템 소프트웨어를 제외한 모든 프로그램 워드프로세서, 스프레드시트(spreadsheet), 데이터베이스 프로그램, 그래픽 프로그램, 통신 프로그램 등

10 Section 3. 컴퓨터의 역사 – 초기의 계산기
주판(abacus) 네이피어 봉(Napier bones) 파스칼의 계산기(1642년) 라이프니츠의 계산기(1671년)

11 찰스 배비지 홀러리스의 천공 카드 시스템(1889년) 차분기관(1822년) 해석기관(analytical engine)
초기의 계산기(계속) 찰스 배비지 차분기관(1822년) 해석기관(analytical engine) 중앙처리장치, 기억장치, 입출력장치 포함 프로그램 언어 사용 에이다(Ada): 최초의 프로그래머 홀러리스의 천공 카드 시스템(1889년)

12 튜링의 튜링기계(Turing machine: 1936년) 아타나소프와 베리의 ABC(1942년)
근대의 컴퓨터 튜링의 튜링기계(Turing machine: 1936년) 이론상의 계산기계 아타나소프와 베리의 ABC(1942년) 최초의 전자식 디지털 컴퓨터 에이킨의 MARK-I(1944년) 최초의 전기 기계식 계산기

13 근대와 현대의 분기점 모클리와 에커트의 ENIAC(1946년) 전자 가동 장치(진공관)
현대의 컴퓨터 근대와 현대의 분기점 전자 가동 장치(진공관) 프로그램 내장 방식(폰 노이만 창안: 1945년) 모클리와 에커트의 ENIAC(1946년) 최초의 컴퓨터 진공관 사용

14 제1세대(1951년~1959년) 기억장치를 이루는 회로 소자로 진공관 사용 주기억장치로 자기 드럼 사용
현대의 컴퓨터(계속) 제1세대(1951년~1959년) 기억장치를 이루는 회로 소자로 진공관 사용 주기억장치로 자기 드럼 사용 입출력장치에는 천공 카드 사용 기계어로 프로그램 작성 윌키스의 EDSAC(1949년) 프로그램 내장을 적용한 최초의 컴퓨터 폰 노이만의 EDVAC(1951년) 프로그램 내장 방식을 적용한 컴퓨터 에커트와 모클리의 UNIVAC-I(1951년) 과학 분야 외의 다른 분야에서 사용될 목적으로 제작된 최초의 컴퓨터

15 제2세대(1959년~1963년) 회로 소자로 트랜지스터 사용 주기억장치로 자기 코어 사용
현대의 컴퓨터(계속) 제2세대(1959년~1963년) 회로 소자로 트랜지스터 사용 신뢰도 향상 주기억장치로 자기 코어 사용 보조기억장치로 자기 드럼과 자기 디스크 사용 소프트웨어 중심으로 바뀌어가는 시기 포트란(FORTRAN), 코볼(COBOL), 알골(ALGOL)과 같은 고급어 사용

16 제3세대(1963년~1971년) 반도체 집적회로(IC, integrated Circuits) 사용
현대의 컴퓨터(계속) 제3세대(1963년~1971년) 반도체 집적회로(IC, integrated Circuits) 사용 IBM system/360(1964년) 중앙처리장치의 소형화 다중 프로그래밍, 실시간 처리 시스템, 시분할 시스템 등의 운영 시스템 실현 PDP 8(1965년) 최초의 미니 컴퓨터 많은 프로그래밍 언어 탄생 통신용 인공위성 탄생

17 제4세대(1971년~현재) 고밀도 집적회로(LSI), 초고밀도 집적회로(VLSI) 사용 개인용 컴퓨터 등장 네트워크의 발전
현대의 컴퓨터(계속) 제4세대(1971년~현재) 고밀도 집적회로(LSI), 초고밀도 집적회로(VLSI) 사용 개인용 컴퓨터 등장 알테어 8800 애플-I, 애플-II IBM PC 네트워크의 발전

18 제5세대 제5세대 컴퓨터 현대의 컴퓨터(계속) 앞으로 발전되어 갈 형태의 컴퓨터 주요 연구 분야
인공지능, 퍼지 이론, 전문가 시스템, 음성 인식 등

19 Section 4. 컴퓨터의 분류 – 자료 처리 형태에 따른 분류
디지털 컴퓨터(digital computer) 숫자와 문자 자료 등을 디지털 형태로 처리하는 컴퓨터 일반 사용자가 접하는 대부분의 컴퓨터 아날로그 컴퓨터(analog computer) 온도, 습도, 전압, 전류 등과 같은 연속적인 자료를 물리적인 양 그대로 입력하여 처리한 후 결과를 그래프와 같은 형태로 출력하는 컴퓨터 하이브리드 컴퓨터(hybrid computer) 디지털 컴퓨터와 아날로그 컴퓨터의 기능을 혼합하여 만든 컴퓨터

20 전용 컴퓨터(special purpose computer)
사용 목적에 따른 컴퓨터 전용 컴퓨터(special purpose computer) 특수한 목적에 한해서 사용하기 위해 만들어진 컴퓨터 군사용, 산업용 목적으로 사용 항공 분야, 과학 기술 분야 등에서 사용 범용 컴퓨터(general purpose computer) 일반적인 업무 처리에서 광범위하게 사용할 수 있도록 만들어진 컴퓨터

21 슈퍼 컴퓨터(supercomputer)
처리 능력에 따른 분류 슈퍼 컴퓨터(supercomputer) 가장 크고 빠르고 고가인 최첨단의 컴퓨터 수학적인 계산을 집중적으로 해야 하는 용도에 적합 수백개에서 수십만개의 고성능 마이크로프로세서 사용 대형 컴퓨터(mainframe) 다수의 사용자가 공유하여 이용하는 고속의 컴퓨터 슈퍼 컴퓨터에 비해 성능이나 기억용량이 낮고 가격 저렴 미니 컴퓨터(minicomputer) 대형 컴퓨터에 비해 저렴한 중소형 컴퓨터 다수의 사용자가 사용할 수 있는 다인용 시스템

22 마이크로 컴퓨터(micro computer)
처리 능력에 따른 분류(계속) 워크스테이션(workstation) 개인이나 적은 수의 사람이 특수한 분야에서 사용하는 탁상용 컴퓨터 일반적으로 UNIX 계열의 운영체제 사용 RISC 마이크로프로세서 칩을 사용하여 고속 연산 가능 마이크로 컴퓨터(micro computer) 개인용 컴퓨터(PC) 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 팜탑 컴퓨터, 포켓용 컴퓨터

23 Section 5. 컴퓨터 하드웨어의 기본 구성 – 메인보드(main board)
마더보드(mother board) 데이터를 전달하는 중간자적 역할 담당

24 중앙처리장치(CPU, Central Processing Unit)
역할 실행되는 모든 프로그램의 명령을 해석하고 실행 컴퓨터의 모든 장치 제어 성능 결정 요소 처리 속도(Hz) 컴퓨터 내부에 내장된 시스템 클럭(clock)의 작동 수 한 번에 처리할 수 있는 데이터의 양 버스(bus)의 폭 구성 산술논리연산장치(ALU), 제어장치, 레지스터

25 중앙처리장치(CPU, Central Processing Unit)(계속)

26 RAM(Random Access Memory)
주기억장치(main memory) 메모리(memory) CPU가 작업할 수 있도록 프로그램과 데이터를 기억하는 장치 RAM(Random Access Memory) 휘발성 메모리 용량: 128MB, 256MB, 512MB 등으로 표현 DRAM(Dynamic RAM) 주기적인 재충전 필요 SRAM(Static RAM) 재충전하지 않아도 됨

27 주기억장치(main memory)(계속)
ROM(Read Only Memory) 비휘발성 메모리 Mask ROM 한 번 저장된 내용 고칠 수 없음 PROM(Programmable ROM) 사용자가 필요에 따라 데이터 한 번 저장 가능 EPROM(Erasable PROM) 기억시킨 내용을 자외선으로 지울 수 있고 새로운 내용 다시 쓸 수 있음 EEPROM(Electrically Erasable PROM) 전기를 사용하여 내용을 지울 수 있음

28 보조기억장치(auxiliary storage unit)
하드 디스크(hard disk) 대용량의 자료 저장 트랙(track)과 섹터(sector)

29 보조기억장치(auxiliary storage unit)(계속)
플로피 디스크(floppy disk) 디스켓(diskette) 5.25인치 1.2MB의 데이터 저장 가능 현재 거의 사용되지 않음 3.5인치 1.44MB의 데이터 저장 가능

30 보조기억장치(auxiliary storage unit)(계속)
CD-ROM(Compact Disc-ROM) 광 디스크 기억장치 650MB 이상의 대용량의 데이터 저장 가능 DVD(Digital Video Disk) CD-ROM의 기능과 용량을 확장한 영상 기록 매체 자기 테이프(magnetic tape) 디스크가 나오기 이전에 컴퓨터에서 가장 널리 사용되었던 보조기억장치

31 키보드(keyboard) 마우스(mouse) 스캐너(scanner) 기타 입력장치
입력장치(input unit) 키보드(keyboard) 컴퓨터에서 사용자가 데이터와 명령 등을 입력할 수 있는 장치 마우스(mouse) 볼 마우스, 광학 마우스, 휠 마우스 등 스캐너(scanner) 종이나 필름에 인쇄된 글자나 그림 등에 빛을 주사하여 반사된 빛의 명암과 색깔 을 디지털 신호로 변환하는 장치 기타 입력장치 터치 스크린(touch screen), 조이스틱(joystick), 광학 마크 판독기(OMR), 바코드 판독기(barcode reader) 등

32 모니터(monitor) 프린터(printer) 컴퓨터에서 처리한 결과를 화면에 표시하는 장치
출력장치(output unit) 모니터(monitor) 컴퓨터에서 처리한 결과를 화면에 표시하는 장치 CRT 모니터, LCD 모니터, PDP 모니터 등 프린터(printer) 컴퓨터의 출력 결과를 종이에 인쇄해주는 장치 도트 매트릭스 프린터, 잉크젯 프린터, 레이저 프린터

33 Thank you ehanbit.net