컴퓨터의 발전

초기의 계산 장치

계산을 하는 도구로서 가장 간단한 것은 주판이며, 그 역사는 매우 오래 되었다. 주판을 제외하면 17세기에 이르도록 계산을 위한 특별한 도구가 없었으나 1642년 프랑스 수학자·철학자인 B. 파스칼이 톱니바퀴를 이용한 수동계산기를 고안하였다. 이 최초의 기계식 수동계산기는 덧셈과 뺄셈만이 가능했던 것으로 이 장치는 기어로 연결된 바퀴판들로 덧셈과 뺄셈을 했다. 첫째 바퀴는 첫째 자리의 숫자를, 둘째 바퀴는 둘째 자리의 숫자를, 셋째 바퀴는 셋째 자리의 숫자를 나타낸다. 각각의 바퀴에는 눈금이 열 개씩 있어, 눈금 10개가 모두 돌아가면 다음 자릿수의 바퀴가 돌아간다. 파스칼의 계산기는 최초의 디지털 계산기였다. 1671년 무렵 독일의 G. W. 라이프니츠가 이를 개량하여 곱셈과 나눗셈도 가능한 계산기를 발명하였다. 또 라이프니츠는 십진법보다 기계장치에 더 적합한 진법을 연구해서, 17세기 후반에 이진법을 창안했다. 이진법은 0과 1만을 사용하며, 이들을 배열해서 모든 숫자를 표시한다.

 

미국에서의 연구

1944년 아이비엠(IBM)사와 하버드대학 하워드 에이킨은 계전기를 사용하여 1초에 덧셈을 3번 할 수 있는 전자디지털 컴퓨터 마크-원(MARK-I)을 만들었다. 마크-원은 배비지의 해석기관 설계개념을 계전기와 스위치·전동기 등으로 구현한 것인데, 3,000여 개의 계전기와 기어로 만들어 천공된 종이테이프로 제어되는 자동순차적 제어방식이 특징이었다. 그러나 기계적 제약 때문에 연산처리 속도는 늦었다.

 

컴퓨터의 역사

1946년 미국 펜실베이니아대학 에거트와 J. W. 모클리는 에니악(ENIAC：Electronic Numerical Integrater And Computer)이라는 다용도 디지털 컴퓨터를 개발했다. 이것은 18,000여 개의 진공관과 1,500개의 계전기를 사용하였고, 무게가 30t이나 되는 거대한 기계였다. 150kw의 전력을 소비하였고,프로그램을 배선판에 일일이 배

선하는 외부 프로그램 방식이었으므로, 에니악에서는 작업에 따라 배선판을 교체해야만 하였다. 그 뒤 에니악의 단점을 보완하기 위해 1945년존 폰 노이만이 기억장치에 컴퓨터의 명령이나 데이터를 모두 기억시키는 프로그램 내장방식을 제안하였다. 1949년 영국 케임브리지대학에서 세계 최초로 이 프로그램 내장방식을 채택하여 에드삭(EDSAC)을 개발하였고, 미국에서는 1952년 노이만이 자신이 제안한 전자식 프로그램 내장방식인 에드박(EDVAC)을 만들었다. 또한 1951년에는 유니박－원(UNIVAC－I)을 만들어 상품화하는 데 성공하였는데, 이것이 최초의 상업용 컴퓨터이다. 에드삭은 소프트웨어 면에서도 크게 이바지하였다. 그 뒤 프린스턴고등연구소에서 노이만의 지도 아래 제작된 이아스(IAS) 컴퓨터를 비롯하여 차례로 매사추세츠공대의 월윈드(Whirlwind), 에커르트와 모클리의 바이낙(BINAC), 일리노이대학의 일리악(ILLIAC), 랜드회사의 조니악(JOHNIAC) 등이 제작되었다. 또한 컴퓨터의 크기는 반도체 기술과 전자기술의 발달로 점점 작아지고 연산속도도 피코초(ps) 단위로 빨라졌으며, 이용범위도 확대되어 가정은 물론 산업사회의 여러 분야에서 다양하게 이용되고 있다. 컴퓨터는 제1세대인 진공관, 제2세대인 트랜지스터, 제3세대인 IC, 제4세대인 초 LSI와 같이 대략 10년마다 집적도를 높여 고속화, 대용량화하였고, 슈퍼 컴퓨터가 출현하였다.

 

(▲애니악)

 

<대형 컴퓨터의 구성>

 

<개인용 컴퓨터의 역사>

http://oldcomputers.net/pics.html

위 링크를 따라가면 개인용 컴퓨터의 역사를 한 눈에 볼 수 있다.

 

그 중 대표적인 몇 개를 소개해보자면 다음과 같다.

ALTAIR8800

1974년 미국에서 만들어짐

MITS가 제작한 알테어 8800(Altair 8800)은 세계 최초의 상업용 조립식 개인용 컴퓨터이다.

초기 가격은 397달러였다. 부품 형태로 전달되어 조립해서 써야 했다. 소프트웨어가 따로 없었고, 전면의 토글 스위치로 코드를 입력했다. 결과가 깜박이는 불빛으로 나타났기 때문에 그 불빛을 해독할 줄 알아야 했다. 중앙처리장치의 기억용량이 256바이트에 불과했다.

 

APPLEⅡ

1977년

스티브 잡스와 스티브 워즈니악의 애플컴퓨터가, "Apple II"를 개발했다. 1MHz CPU를 탑재하였으며, 8비트였다. 이는 개인도 부담없이 사용할 수 있는 최초의 "개인용 컴퓨터"라 할 수 있는 컴퓨터였다.
당시 시장에서 선풍적인 인기를 끌었으나, 적절한 후속 모델의 부재로 인해 IBM PC에게 시장을 빼앗기게 된다.

 

 

APPLE MACINTOSH

 

미국의 애플컴퓨터가 1984년 1월에 발표한 16비트 및 32비트 개인용 컴퓨터의 상품명으로, 아이콘, 메뉴, 마우스 등의 GUI 시스템으로 컴퓨터의 사용을 쉽고 간편하게 하였다.

 

 

 

<세대별 컴퓨터의 역사>

 

1세대 컴퓨터(1951-1958)

컴퓨터의 기억장치를 이루는 회로소자로서 진공관을 사용해서 만들었던 시대 진공관을

사용함으로써 전력소모가 많고, 열이 많이 나며, 따라서 고장이 많았으며, 열을 식히기

위한 냉각장치가 필요하고, 부피가 매우 크기 때문에 넓은 공간이 필요한 점 등 단점이

많았다. 주기억장치는 수은지연소자이나 Will-iam관이 사용되었으므로 안정성이 적어

후에 자기드럼으로 개선되었으며, 프로그램은 기계어로 작성하였다. 소프트웨어 보다는

하드웨어 개발에 중점을 둔 시대로서, 컴퓨터의 상품화와 실용화가 시작된 시기였으며,

대표적인 기종으로는 UNIVAC I, 80, 90과 IBM 650과 700계열, Burroughs 220등을 들 수

있다.

*주요 소자 : 진공관(tube)
*연산 속도 : ms(10-3sec)
*사용 언어 : 기계어, 어셈블리어
*기억 장치 : 수은 지연회로, 자기 드럼
*하드웨어 개발에 치중하였으며 주로 과학계산용으로 사용되었다.
*부피와 전력 소모는 크지만 계산 능력 및 신뢰도는 떨어진다.
*주로 통계용이나 미사일 탄도 계산에 사용되었다.

 

2세대 컴퓨터(1958-1963)

회로소자가 진공관에서 트랜지스터로 바뀐 시대, 즉 1948년에 발명된 트랜지스터가 1958

년경부터 컴퓨터에 응용되기 시작했으며, 기억장치를 이루는 회로소자가 트랜지스터와

다이오드 등 반도체 소자로 만들어졌다. 그러므로 크기가 작아지고, 소비전력이 적어지고,

냉각기의 필요성이 감소되었으며, 고장이 적어 신뢰성이 높아졌다.

주기억장치에는 접근 시간이 짧은 자리코어가 이용되었으며, 기억용량이 큰 자기드럼, 자

기디스크가 보조기억장치로 사용되었다. 계산속도는 백만분의 1초(μ second)단위 정도까

지 향상되었으며, 대표적인 기종으로는 IBM 1401, 7070, UNIVAC Ⅲ, 1107, USSC 80, CDC

3000계열 등을 들 수 있다. 이 기종들은 운영체제(operating system: OS) 개념을 도입하고,

다중 프로그램 방식을 실현하였으며, 적용분야도 정형적인 관리업무와 과학기술계산 등

다양한 목적에 쓰였다. FORTRAN, COBOL, ALGOL 등의 프로그램 언어가 개발되어 컴퓨터

의 이용이 보다 쉽게 된 것도 이 시기였다.

 

*주요 소자 : 트랜지스터(TR)
*연산 속도 : ㎲(10-6sec)
*사용 언어 : COBOL, FORTRAN, ALGOL 등
*기억 장치 : 자기 코어
*하드웨어 중심에서 소프트웨어 중심으로 전환되었으며 COBOL과 같은 고급언어가

개발됨.
*운영체제가 등장하였고 멀티프로그래밍이 도입되었다.
*부피는 작아진 반면 신뢰도는 크게 향상되었으며 온라인 실시간 처리 시스템이 실용화

됨.

 

3세대 컴퓨터(1964-1970)

IBM사는 1964년 4월 집적회로(IC: Integrated Circuit)를 기억장치 구성소자로 사용한

'system 360'이라는 새로운 기종을 발표하였는데 이때부터를 제3세대라고 부른다. 컴퓨터

에 IC를 사용함으로써 중앙처리장치는 소형화되는 반면, 기억용량은 커졌으며, 따라서 다

양한 소프트웨어를 구사할 수 있는 기능이 크게 개선되었을 뿐만 아니라, 관리프로그램과

처리프로그램 및 사용자 프로그램등의 소프트웨어 체계가 확립되었다. 즉 이시대에 운영

체제, 다중프로그램, 실시간 처리시스템, 시분할시스템 등이 실현되었다. 이러한 기능들은

인간과 컴퓨터간의 대화 기능을 가능하게 하여, 영상 표시장치(CRT display) 등 단말기에

의한 자료처리가 보편화 되었다. 또한 이 시대에는 '패밀리 사상'이 확립되어 소형에서부

터 대형에 이르기까지 프로그램의 호환성을 고려한 각종 컴퓨터 모델이 발표 되었으며,

그 중에서도 IBM 360계열, UNIVAC 1108, CDC 6000계열, Burroughs 5500, Honeywell 200계열,

NCR Centry, G.E. 400, 600 등이 주목을 끌었다. 그 밖에 PDP, NOVA, HP 등의 미니 컴퓨터도

관심을 모았다. 위에서 본 바와같이 제3세대는 컴퓨터 발전과정에서 볼 때 발전성과 충실

성을 함께 추구했던 시대였다.

 

*주요 소자 : 집적회로(IC)
*연산 속도 : ns(10-9sec)
*사용 언어 :BASIC, PASCAL, LISP, PL/1 등
*기억 장치 : 집적회로(IC)
*시분할 처리 시스템(Time Sharing System)과 다중 처리(Multi Processing)기법이 개발되었

다. *OMR, OCR, MICR과 같은 입력 장치가 개발되어 사용되었다.

*경영 정보 시스템(MIS)이 도입되었다.

 

4세대 컴퓨터(1971-1983)

 

이것은 제3세대 이후의 세대, 즉 오늘날을 포함한 앞으로의 세대를 뜻하며, 대규모집적회

로(Large Scale Integration: LSI)를 소자로 사용한 컴퓨터를 제4세대 컴퓨터라 한다. 수 평방

밀리의 작은 면적의 칩에 수십만개의 논리소자를 집어넣고, 연산속도도 초대형 컴퓨터에

서는 피코 세컨드에 이르고 있으며, 크레이 컴퓨터라고도 하는 슈퍼컴퓨터는 150MIPS

(million instru-ction per second: 초당 명령처리 1억 5천만번의 수행속도)의 처리속도를 가진

것도 현재 가동 중에 있다. 미국이나 일본은 1메가비트(1Mbit : 100만 bit)의 기억용량을 가

진 칩의 개발을 마치고 실용화를 서두르고 있으며 앞으로 1천 6백만 비트(16.384 KDRAM)

의 기억용량을 가진 칩을 개발 목표로 경쟁하고 있다고 한다. 한편 개인용 컴퓨터(personal

computer)의 급속한 보급으로 기업체에서는 OA(Office Automation: 사무자동화), 공장에서

는 FA(Factory Automation: 공장자동화), 가정에서는HA(Home Automation: 가정자동화)의

경향이 거세게 일고 있다. 또 인공위성을 통한 컴퓨터 정보통신망(computer network) 및 인

터넷(Internet)의 발달로 전세계가 수초의 정보권이 되었다.

 

*주요 소자 : 고밀도 집적회로(LSI)
*연산 속도 : ps(10-12sec)
*사용 언어 : C,ADA 등
*기억 장치 : 고밀도 집적회로(LSI)
*마이크로프로세서(Micro Processor)의 출현으로 컴퓨터의 소형화가 이루어졌다.
*최초의 개인용 컴퓨터와 슈퍼 컴퓨터가 등장하였다.
*네트워크(Network)가 크게 발달되어 원격지의 자료도 공유가 가능해졌다.

*공장자동화(FA), 사무자동화(OA) 등 각종 분야에 컴퓨터를 이용한 자동화가 이루어졌다.

*가상 기억 장치 기법(Virtual Memory)이 도입되었다.

 

5세대 컴퓨터(1984∼ )

*주요 소자 : 초고밀도 집적회로(VLSI)
*연산 속도 : fs(ec)
*사용 언어 : Visual C, Visual Basic, Java, Delphi 등
*기억 장치 : 초고밀도 집적회로(VLSI)
*인공 지능(AI), 전문가 시스템(Expert System), 패턴 인식 시스템, 의사 결정 시스템(DSS),

퍼지 이론(Fussy Theory) 등 컴퓨터를 이용하여 보다 복잡한 계산을 수행하고 고도의 시스

템 분야에 활용하고 있다.