컴퓨터의 이해 2강 - 컴퓨터와 통신산업의 발전

1. 초기 계산도구들과 전자식 계산기들

(1) 초창기 계산도구 - 1600~1800년도

- 1617년 네이피어 봉

- 1642년에 파스칼(Blaise Pascal)의 가산기

- 1674년에 라이프니츠(Gottfried Leibniz)의 승제산기

- 1843년 영국 Charls Babbage 해석기계(analytical engine) 설계

-> 입력, 출력, 기억, 제어, 계산장치 등 현재 컴퓨터의 5대 기능과 비슷, 당시 기술로 제작은 불가능

 

(2) 전자식 계산기의 등장 - 1900년도

- ABC : 1937-1942년에 제대로 된 계산기가 등장을 하며, 해당 컴퓨터는 Atanasoff와 Clifford Berry 각자의 이름을 따서 만든 "ABC"라는 이름을 가지게 된다. 진공관을 사용하며 전자식인 최초의 컴퓨터이다.

- ENIAC : 1946년 Mauchly와 Presper Eckert가 주도하여 개발 되었고, 크기는 30톤이었으며 구성은 약 18,000개의 진공관과 6000개의 스위치가 있었다. 프로그램이 변경될 때 마다 직접 전선과 스위치를 재연결을 해주어야 했었다. 해당 컴퓨터는 포탄궤도의 계산 및 일기예보 등 다양한 곳에서 쓰였다.

- EDVAC : 1946년도에 나온 폰 노이만이라는 공학자가 프로그램 내장방식 컴퓨터인 "폰 노이만 방식"을 고안했으며 해당 방식을 이용해서 1951년도에 "EDVAC"가 출시가 된다.

- EDSAC : 1949년도에 폰 노이만과 같이 연구하던 Maurice Wilkes가 영국으로 넘어가서 먼저 출시를 하게 된다.

---

2. 컴퓨터산업의 세대별 발전

(1) 컴퓨터산업의 발전 단계 - 제 1세대 ( 진공관 시대 )

- 1세대는 1946~1957년도 사이며, 이 시대를 "진공관 시대"라고 부른다. ( ENIAC, EDVAC, EDSAC )

- UNIVAC 1 : 1951년 출시 레밍턴랜드사 개발 - 조사통계국에서 데이터 처리용으로 사용

- MARK 1 : 1944년 출시 IBM / 하버드에서 개발 - 전기기계식 명령어는 종이테이프에 저장 ( ~ MARK 4 )

* 1950년대 컴퓨터산업을 주도하는 양대기업으로 IBM / 레밍턴 랜드사가 탄생하게 됨.

 

(2) 컴퓨터산업 - 제 2세대 ( 트랜지스터 시대 )

- 진공관의 단점으로 많은 열 발생, 신뢰도 낮음, 많은 공간 요구, 느린 데이터 처리속도가 있었고 이걸 극복하고자 트랜지스터가 탄생을 하게 된다.

- 트랜지스터 발명 : 1947년 미국 벨 연구소 ( 증폭작용과 스위칭 역할을 하는 반도체 소자 )

- TRADIC : 1954년 트랜지스터를 사용한 최초의 컴퓨터

- 1958년 트랜지스터만을 사용한 IBM 7090, 7070 만들어지게 된다.

- 자기코어 소재의 주기억장치와 입출력장치 등 개선

- 고급언어 ALGOL, FORTRAN, COBOL을 사용함.

- 실시간 시스템과 운영체제 사용

* 컴퓨터 속도가 더 빠르고 크기가 더 작고 비용이 더 저렴하여 많은 기업들이 컴퓨터를 사용할 수 있게 되었음.

 

(3) 컴퓨터산업 - 제 3세대 ( 1965-1971년도 집적회로 시대 )

- 집적회로 : 여러 전자 부품(트랜지스터, 저항 등)을 하나의 칩 안에 통합시킨 것을 의미함. ( 하나의 칩을 의미함 )

- 반도체 기판 위에 많은 트랜지스터들과 전자회로들을 초소형으로 결합한 형태

- 집적회로 시대부터는 컴퓨터가 점점 작아지고 가격도 점점 낮아졌다. ( 보급이 활발해짐 )

- 1958년부터 등장, 1964년 IBM사 시스템/360발표를 했으며 과학용과 상업용으로 많이 쓰임.

- 1965년 소형 컴퓨터 IBM 1130발표 되면서 월 1000달러 이하의 임대 컴퓨터가 생기게 됨.

* 아직은 컴퓨터가 비싸서 전문가들만 대부분 사용하던 시기 였음.

- 자기코어 메모리 대신에 "반도체 메모리"가 사용되기 시작함.

- 운영체제 또한 발전이 되던 시기 "다중프로그래밍", "병렬처리 기법" 탄생

- CPU를 하나의 칩에 저장한 "마이크로프로세서" 개발

- 이렇게 비로소 하나의 칩에 마이크로프로세서, 메모리, 인터페이스등 기능을 구현한 "마이크로컴퓨터" 출현이 됨.

 

(4) 컴퓨터산업 - 제 4세대 ( 1972-?년도 고밀도 및 초고밀도 집적회로 시대 )

- 고밀도 집적회로와 초고밀도 집적회로가 탄생하게 된 시대이다.

- 고밀도 집적회로(LSI : Large Scale IC)

- 초고밀도 집적회로(VLSI : Large Scale IC) , ULSI 등 ( 요즘은 나노 기술이 발전함 )

* 집적도 : 기판 한 개에 들어간 트랜지스터와 전자회로들을 의미 1000개, 1만개, 100만개 ...

- 연산처리속도 및 저장능력 발전 : 성능이 좋아지면서 값도 싸져서 보급이 많이 됨.

- 미니컴퓨터 : 1965년 미국의 DEC가 최초로 개발한 미니컴퓨터

---

3. 마이크로프로세서와 개인용컴퓨터의 발전

(1) 마이크로프로세서 발전과 "개인용 컴퓨터" 보급확대

- 마이크로프로세서 : 1970년대 초 인텔사 호프박사가 개발

- 이후 많인 회사들이 마이크로프로세서를 탑재한 다양한 컴퓨터들을 출시함.

- 애플사 : 1977년도에 Apple 1, 이후 Apple 2, 매킨토시 컴퓨터를 만들게 됨.

- IBM사 : 퍼스널 컴퓨터(PC) 출시, 다른 회사들도 IBM 호환기종 출시

* 미국에선 애플사를 많이 사용함 하지만 외부에선 IBM사 컴퓨터를 많이 사용함.

- 네트워크 기술발전 : 1990년대 마이크로프로세서와 네트워크 기술이 발전이 되게됨.

- 인터넷의 급속한 보급 발전 : 무한한 가상공간에서 필요한 정보를 언제 어디서든 얻을 수 있음.

 

(2) 컴퓨터의 발전과 네트워크 발달

- GUI 강화 : 초기에는 텍스트 위주의 명령이었지만, 인터페이스 즉 화면이 나오게 되었다 ( windows )

- 마이크로프로세서의 발전에 의해서 개인용 컴퓨터가 발전이 되면서 서버시스템도 발전이 되었다.

- 연쇄적으로 컴퓨터통신 분야 또한 발전을 하게 되었다.

- LAN과 WAN을 통한 정보고속도로의 구축을 통해 네트워크 발전이 더욱 확대 되었다.

---

4. 컴퓨터와 통신의 결합

- 컴퓨터 통신회선의 발전으로 컴퓨터 간 거리가 멀더라도 데이터 통신이 가능해짐

- 거래 중심의 자료처리가 가능하게 되었음.

 

거래중심이란?

- 1970년대 일괄처리방식을 이용했었지만 이후에 거래지향방식으로 변경이 되었음.

- 기존에는 배치방식을 이용해서 데이터를 모아서 일괄(한번에)로 처리를 해서 정보를 제공해주었음.

- 현재는 사용자가 직접 컴퓨터 통신을 이용해서 원하는 시간대에 어디서든 볼 수 있게 됨.

 

(1) 인터넷의 등장 및 통신망

- 인터넷의 등장으로 정보의 분배 공유에서 시간과 공간의 장벽을 뛰어넘게 됨.

- 위성통신이나 광통신 등을 이용한 초고속 정보통신망이 각 가정까지 보편화되어 정보의 글로벌 공유 시대가 열림.

- 현재 전국 어디서나 초고속망을 통하여 인터넷 이용이 가능해졌다.

- [1] ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)

- [2] VDSL(Very High Data Subscriber Line)

- [3] FTTH(Fiber To The Home) 등의 초고속망을 통하여 인터넷 이용을함.

 

(2) 무선통신의 발전

- 와이파이 : 무선접속장치를 통해 수십 미터 반경에서 초고속 인터넷 이용이 가능

- 3G / 4G / 5G 망의 발전으로 이동하면서 인터넷을 할 수 있는 환경이 가능

---

5. 컴퓨터산업의 미래 발전방향

(1) 컴퓨터산업의 미래

- 컴퓨터 가격 하락, 소형화, 성능과 기능은 크게 향상

- 현재는 실리콘 반도체를 사용하지만 앞으로는 광소자, 조셉슨소자, 갈륨비소소자 등을 이용한 메모리가 나올 예정이다.

- 광디스크나 RAM 디스크를 이용한 보조기억장치가 나올 수 있다.

- 훨씬빠르고 대용량 컴퓨터 등장 예상

- 5G 기반의 사진, 동영상, 음악, 멀티미디어 기능에 대한 속도가 오를 수 있다.

- 스마트폰과 각종 웨어러블 기기들과의 융합 및 생체인식 기능 사용자의 신분, 위치, 취향에 따른 맞춤혐 정보 제공

- 컴퓨터의 자료처리 : 오디오, 비디오, 애니메이션, 디지털 멀티미디어, 빅데이터

- 인터넷 기반의 가상공간을 중심으로 모든 분야에 사회 변화 ( VR / AR / 메타버스 )

- 인공지능형 컴퓨터, 학습 가능한 신경망 컴퓨터, 머신러닝

- 빛, 초전도체로 작동하는 컴퓨터 및 신경회로망을 닮은 컴퓨터

- 듣고, 보고, 말하고 생각하는 초고속, 초소형, 초경량, 초저가의 컴퓨터

- 양자컴퓨터가 만들어 질 수 있다.

- 유비쿼터스와 사물 인터넷(IoT) : 스마트 시티

* 이것들이 모두 5세대 컴퓨터 산업의 미래가 될 것 같다는 학계의 정설

 

(2) 컴퓨터산업 발전의 세대별 특징 ( 하드웨어 )

 

(2) 컴퓨터산업 발전의 세대별 특징 ( 소프트웨어 )