방송대 컴퓨터의이해 - 2강. 컴퓨터와 통신산업의 발전
1. 컴퓨터와 통신산업의 발전
초창기 계산도구
| 1617년 | 네이피어(John Napier), 네이피어 봉 | 곱셈용 계산도구 |
| 1642년 | 파스칼(Blaise Pascal), 가산기 | 최초의 기계식 계산장치, 곰셈과 나눗셈이 번거로움 |
| 1674년 | 라이프니츠(Gottfried Leibniz), 승제산기 | 파스칼의 가산기를 개선함. 루트 함수까지 수행할 수 있음. |
| 1834년 | 영국 배비지(Charles Babbage), 해석기계(analytical engine) | 입력, 출력, 기억, 제어, 계산장치 등 현재 컴퓨터의 5대 기능과 비슷함. 20자리 정밀도를 가짐. 설계만 하였고, 당시 기술로 제작하지 못함. |
전자식 계산기의 등장
| 1937-1942년 | ABC | 아타나소프(John V. Atanasoff)와 클리퍼드 베리(Clifford Berry) Atanasoff-Berry Computer 진공관을 사용한 최초의 전자식 디지털 컴퓨터 1973년에 특허 인정 받음. |
| 1946년 | ENIAC | 존 모클리(John W. Mauchly)와 애커트(J.Presper Eckert) Electronic Numerical Intergator and Computer 최초의 대형 전자식 디지털 컴퓨터 → 포탄궤도 계산, 일기예보 등 진공관 18,000개, 30톤, 6,000개의 스위치 컴퓨터의 각 부분을 전선으로 연결하여 프로그램이 바뀔 때마다 전선연결을 완전히 다시함. |
| 1946년 | EDVAC | 폰 노이만(John von Neumann) Electronic Discrete Variable Automatic Computer 최초의 프로그램 내장방식 컴퓨터로 1951년에 출시함. 컴퓨터 명령어를 주기억장치에 저장하는 개념을 도입함. |
| 1949년 | EDSAC | 모리스 윌키스(Maurice Wilkes) Electronic Delayed Storage Automatic Calculator |
2. 컴퓨터산업의 발전단계
제 1세대
1946~1957년 : 진공관 시대
1940년대 후반까지 ENIAC, EDVAC(프로그램 내장방식), EDSAC은 진공관을 사용한 실험적인 목적으로 개발됨.
UNIVACⅠ(UNIVersal Automatic Computer) : 1951년, 에커트-모클리가 완성하여 레밍턴랜드사가 인수함, 조사통계국으로 인계 후 최초로 데이터 처리용도로 사용됨.
MARK1 : 1944년, IBM사와 하버드대학이 개발, 전기기계식으로 명령어는 종이테이브에 저장. MARK4까지 나옴.
· 1950년대 IBM과 레밍턴 랜드사는 컴퓨터산업을 주도하는 양대 기업으로 등장함.
제 2세대
1958~1964년 : 트랜지스터 시대
· 1950년대 초중반에 만들어진 컴퓨터들이 사용한 진공관의 단점 : 많은 열 발생, 낮은 신뢰도, 많은 공간 요구, 느린 데이터 처리 속도
1947년 : 미국 벨 연구소가 트랜지스터를 발명함. 트랜지스터는 증폭작용과 스위칭 역할을 하는 반도체 소자
1954년 : 미국 벨 연구소에서 트랜지스터를 사용한 최초의 컴퓨터 TRADIC을 발명함. 800여 개의 트랜지스터를 사용함.
1958년 : 트랜지스터만을 사용한 IBM의 7090, 7070 컴퓨터 시스템이 발표됨.
· 컴퓨터의 주기억장치로 페라이트 자기코어 기억소자가 사용되어 주기억장치와 입출력장치 등이 개선됨.
· 프로그래밍 언어로 고급언어인 ALGOL, FORTRAN, COBOL을, 실시간시스템과 운영체제를 사용함.
· 컴퓨터 속도가 더 빠르고, 크기가 더 작고, 비용이 더 저렴하여 많은 기업들이 컴퓨터를 사용할 수 있게 됨.
제 3세대
1965~1971년 : 집적회로(Integrated Circuit) 시대
· 집적회로(IC chip, 마이크로칩)
- 반도체 기판 위에 많은 트랜지스터들과 전자회로들을 초소형으로 결합한 것
- 1958년 킬바이와 노이스가 발명함.
1964년 : IBM사가 시스템/360을 발표
- IBM의 SLT(Solid Logic Technology) 기술을 사용함. 과학용과 상업용
- 제어회로 구성 요소들을 트랜지스터와 다이오드로 구성하지 않고 작은 칩(chip) 속에 내장함.
1965년 : 소형 컴퓨터 IBM 1130 발표
- 월 1,000달러 이하로 임대할 수 있는 컴퓨터 (그 당시 가격으로 저렴함)
- 전자회로 소자: 트랜지스터, 다이오트, 저항, 콘덴서로 구성됨.
· 반도체 논리기술을 사용한 회로는 컴퓨터 내부처리성능 가속하고, 싼값에 부품들을 대량생산하도록 함.
· 이후 자기코어 메모리 대신에 반도체 메모리가 사용됨.
· 운영체제의 발전 : 다중프로그래밍, 병렬처리 기법
· CPU를 하나의 칩에 저장한 마이크로프로세서(microprocessor) 개발
· 하나의 칩에 마이크로프로세서, 메모리, 인터페이스 등의 기능을 구현한 마이크로컴퓨터 출현
1971년 : IBM 시스템/370 발표
- 메모리에 단일체 집적회로 기술을 전면적으로 도입한 최초의 컴퓨터
제 4세대
1972년~현재 : 고밀도 및 초고밀도 집적회로(IC, Integrated circuit) 시대
· 고밀도 집적회로(LSI: Large Scale IC), 초고밀도 집적회로(VLSI: Very Large Scale IC)
· 집적도 : 기판 한 개에 들어간 트랜지스터 개수, 1000개, 1만개...
· 연산처리속도나 저장능력의 향상, 그리고 입출력장치들의 다양화와 고급화 등
· 개인용 컴퓨터, 지능적 터미널, 데이터통신, 분산데이터 처리, 데이터베이스 등이 보편화, 컴퓨터 성능과 기능은 향상, 가격은 낮추는 방향으로 발전
1965년 : 미국의 DEC가 최초의 미니컴퓨터 발표, 범용컴퓨터보다 크기가 작고 값이 쌈.
1970년 후반 : DEC의 VAX 11/780, 데이터 제너럴사의 MV 8000 등이 널리 사용, 대부분 컴퓨터 시스템에서 시분할 시스템(time-sharing system) 사용함.
1980년대 : 마이크로프로세서 기술 발전과 개인용컴퓨터 보급 확대로 범용컴퓨터인 FACOM의 M시리즈, IBM의 3090시리즈
3. 마이크로프로세서와 개인용컴퓨터의 발전
마이크로프로세서 발전과 개인용 컴퓨터 보급확대
· Microprocessor : 컴퓨터의 연산장치와 제어장치를 1개의 작은 실리콘 칩에 집적시킨 처리장치
1970년대 초: 인텔(Intel)사 호프(Ted Hoff) 박사 마이크로프로세서 개발로 획기적인 변화
→ 이후 많은 컴퓨터제조회사들은 마이크로프로세서를 탑재한 다양한 컴퓨터들을 출시
1977년 애플사 : AppleⅠ, 이후 AppleⅡ, 매킨토시 컴퓨터를 발전시킴.
1981년 IBM사 : 퍼스널 컴퓨터(PC) 출시, 다른 회사들도 IBM 호환기종 출시
1990년대 : 마이크로프로세서와 네트워크 기술발전
- 분산계산과 병렬계산을 보편화시킴, 클라이언트/서버시스템, 사용자 인터페이스 향상
- 컴퓨터 이용자가 일반 대중으로 변화함.
- 인터넷의 급속한 보급 : 무한한 가상공간에서 필요한 정보를 언제 어디서든 얻을 수 있음.
컴퓨터의 발전과 네트워크 발달
작고 값싸고, 강력한 기능과 성능, GUI(Graphic User Interface) 강화
Desktop, Laptop, Notebook, Palmtop, PDA, 모바일 컴퓨터
고성능의 마이크로프로세서들을 1개 이상 탑재, (슈퍼컴퓨터)성능의 다양한 서버시스템 공급됨.
컴퓨터통신 분야의 발전
LAN(Local Area Network)과 WAN(Wide Area Network)을 통한 정보고속도로(information super highway)의 구축
4. 컴퓨터와 통신의 결합
컴퓨터와 통신의 결합
1970년대 데이터 처리에서 발생한 큰 변화 : 자료처리방식, 데이터 통신
· 자료처리방식의 변화 : 일괄처리방식 → 거래지향방식
- 보조기억장치로 많은 양의 자료를 저장하고, 데이터 통신으로 자료를 빠르게 송수신할 수 있어서 가능해짐.
- 일괄처리방식 : 일정 시간 동안 일정량의 업무를 모아 한꺼번에 처리하는 방법 (ex. 성적처리 후 우편전송)
- 거래지향방식 : 거래가 일어날 때마다 컴퓨터 시스템에 자료를 입력하는 것 (ex. 성적 열람 및 증명서 출력)
· 데이터통신 : 컴퓨터 통신회선의 발전으로 멀리 떨어져 있는 단말기를 통해서 이용자가 컴퓨터를 사용하여 자료를 검색할 수 있게 됨
컴퓨터와 통신의 발전
·인터넷 등장으로 정보의 분배 공유에서 시간과 공간의 장벽을 뛰어넘게 됨
·위성통신이나 광통신 등을 이용한 초고속 정보통신망이 각 가정까지 보현화되어 정보의 글로벌(global) 공유 시대가 열림
·현재 전국 어디서나 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)이나 VDSL(Very High Data Subscriber Line)나 FTTH(Fiber to the Home) 등의 초고속망을 통하여 인터넷 이용가능
·무선통신의 발전
- 와이파이(Wi-Fi, Wireless Fidelity) : 무선접속장치를 통해 수십 미터 반경에서 초고속 인터넷 이용가능
- 3G, 4G, 5G 망의 발전으로 이동하면서 인터넷을 할 수 있는 환경이 가능
- 5G(generation) : 5세대 이동통신, 20Gbps, 초저지연성, 초연결성
5. 컴퓨터산업의 미래
컴퓨터산업의 미래
·컴퓨터 가격 하락, 소형화, 성능과 기능은 크게 향상
- 병렬처리 기술, 광소자, 조셉슨소자, 갈륨비소소자 등을 이용한 메모리의 대규모집적회로(GSI)화
- 광디스크나 RAM 디스크를 이용한 보조기억장치, 클라우드
· 이동통신시장의 발달, 스마트폰
- 사진, 동영상, 음악, 멀티미디어 기능(5G 기반)을 기반으로 함.
- D램의 장점인 작은 Chip과 S램의 장점인 저전력 소비를 동시에 만족시키는 메모리 모바일 D램을 사용함.
· 스마트폰과 각종 웨어러블 기기들과의 융합, 생체인식 기능, 사용자의 신분, 위치, 취향에 따른 맞춤형 정보 제공
· 전력소모가 적고 처리속도가 빠르며 얇고 가벼워짐
· 컴퓨터의 자료처리 : 오디오, 비디오, 애니메이션, 디지털 멀티미디어, 빅데이터
· 인터넷을 기반으로 전 세계적인 컴퓨터 이용환경, 가상공간을 중심으로 모든 분야에 사회변화, VR, AR, 메타버스
· 인공지능형(AI: Artificial Intelligence) 컴퓨터(제5세대 컴퓨터)
- 학습 가능한 신경망 컴퓨터, 머신러닝
- 향후, 빛, 초전도체로 작동하는 컴퓨터, 인간의 신경회로망을 닮은 컴퓨터
- 언어를 이해하는 초고속, 초소형, 초경량, 초저가의 컴퓨터, 양자컴퓨터
· 유비쿼터스와 사물 인터넷(IoT) : 스마트 시티
컴퓨터산업 발전의 세대별 특징
| 세대구분 | 제1세대 | 제2세대 | 제3세대 | 제4세대 | 제5세대 |
| 연대 | 1946 ~ 1957 | 1958 ~ 1964 | 1965 ~ 1971 | 1972 ~ 현재 | - |
| 논리회로소자 및 기억장치 등 하드웨어 |
진공관 및 릴레이 자기드럼 |
트랜지스터 다이오드 자기코어 |
집적회로(IC) 반도체 메모리 자기디스크 마이크로 프로세서 |
멀티프로세서 초고밀도 집적회로 광디스크 램 디스크 사용자지향 입출력 |
조셉슨 소자 광소자 갈륨비소 소자 |
| 소프트웨어 | 프로그램 내장방식 기계어 |
고급언어 COBOL FORTRAN ALGOL |
상위고급언어 PASCAL 시분할 방식 |
Windows UNIX LINUX 객체지향 언어 월드 와이드 웹 |
기능화 언어 자연어 도형처리 |
| 컴퓨터의 예 | ENIAC UNIVAC |
IBM 7094 TRADIC |
IBM 360 IBM 370 |
개인용 컴퓨터 서버시스템 메인프레임 슈퍼컴퓨터 |
인공지능형 컴퓨터 신경망 컴퓨터 |