컴퓨터란 무엇인가
1. 컴퓨터
컴퓨터는 방대한 양의 데이터를 저장하고 처리할 수 있는 전자기계장치다. 프로그램을 사용하여 정보를 입력 및 출력하고 자동으로 계산(산술 또는 논리 계산)을 실행합니다. 텍스트, 그래픽, 기호(특수문자 또는 기호), 소리 등을 처리하는 프로그램이 가능한 프로그램 가능한 기계입니다. 전자회로와 이진법을 이용하여 프로그램과 정보를 전자형식으로 저장하고 신속하게 계산하며 입력 데이터를 소정의 프로세스(프로그래밍)에 따라 처리하여 정보로 출력하고 제어합니다. 수식 또는 논리언어로 표현된 일련의 연산 또는 논리연산을 자동으로 실행하여 입력데이터를 처리(저장)하고 처리된 데이터를 유용한 정보로 출력합니다. 사전에서 볼 수 있는 위 정의는 정확하지만 점수 범위가 매우 넓기 때문에 앞 컴퓨터와 현재 컴퓨터, 미래 컴퓨터를 쉽게 설명하기 어렵습니다.
파스칼은 세무사였던 아버지를 돕기 위해 자동으로 덧셈과 뺄셈을 하는 기계식 계산기를 고안했습니다. 1950년대 초 '컴퓨터'라는 말은 컴퓨터를 가리키는 말로 쓰였습니다. 마지막으로 '컴퓨터'라는 짧은 용어가 컴퓨팅 머신을 대체했습니다. 원래 산수는 수학 문제와 밀접한 관계가 있지만, 현대 컴퓨터는 저렴하고 범용성이 높아지기 때문에 수학과는 관련이 없는 많은 것에도 사용되고 있습니다.
2. 컴퓨터의 어원
계산기라는 이름은 라틴어의 computare에서 유래하여 계산이 먼저라는 뜻입니다. 이 단어의 어원은 com과 putus이고 com과 putus의 조합입니다. 영어로는 'calculate' 또는 '추정'으로 번역하여 '사고를 정리하고 공식에 따라 계산하거나 계산하는 사람'을 의미합니다. 컴퓨터라는 말의 의미는 시대와 함께 변화했습니다. 과거에는 기계적인 도움이 있든 없든 수학적인 계산을 하는 사람을 지칭할 때 사용되었습니다. 현재는 기계가 더 많지만 지금도 수학적 계산기로 사용되고 있습니다. ODE2 목록에 따르면 1897년에 처음으로 기계 계산을 하는 기계를 가리키기 위해 사용되었습니다. 1946년까지 다른 종류의 컴퓨터를 구별하기 위해 몇 가지 수식어가 도입되었습니다. 이러한 수식어에는 아날로그와 디지털이 포함됩니다.
3. 컴퓨터의 기능
전자회로를 이용하여 계산이나 데이터를 자동으로 처리하는 기계로 프로그램할 수 있습니다. 입력 데이터를 받아들여 처리하고 정보를 저장하고 검색하며 결과를 출력하며 다른 기계도 제어합니다. 아날로그형과 디지털형이 있지만 1960년 이후에는 디지털형만 사용되고 있습니다. 컴퓨터는 다양한 명령어로 구성된 프로그램의 지시에 따라 입력 데이터를 분석하여 처리하고 그 결과를 사용자에게 제공합니다. 그러나 컴퓨터가 하나의 업무를 처리하기 위해서는 입력, 제어, 메모리, 동작, 출력 등 5개 기기가 밀접하게 관련되어야 종합적인 기능을 수행할 수 있습니다.
입력
컴퓨터 내부 메모리에 프로그램을 불러오는 입력 장치의 기능입니다.
제어
프로그램 지시사항을 하나하나 읽고 해석해 모든 기기의 작동을 지시·감독·제어하는 기능이다. 제어기능은 컴퓨터에서 가장 중요한 기능이며, 이러한 제어기능이 있기 때문에 컴퓨터는 자동성이 있습니다. 제어기능은 중앙처리장치(CPU) 제어장치에 의해 처리됩니다.
기억
중앙처리장치의 주기억장치 및 보조기억장치에는 입력장치에 판독된 데이터 또는 프로그램, 중간결과 및 처리결과를 기억하는 기능이 제공됩니다. (HDD(SSD)와 RAM은 여기에 속합니다)
산술연산
저장된 프로그램이나 데이터를 꺼내 연산과 논리연산을 수행하는 기능으로 중앙처리장치(CPU) 연산장치를 담당합니다.
출력
빛, 스크린, 소리, 잉크 등을 이용해 프로그램의 결과를 출력하는 장치의 기능입니다(모니터, 프린터, 플로터 등은 여기에 속합니다).
4. 컴퓨터의 역사
고대부터 주판을 비롯하여 계산을 돕는 많은 도구가 있었습니다. 중세시대에는 유럽과 남서아시아에서 천체의 움직임을 예측하거나 낮과 밤의 길이를 계산하기 위해 정밀한 기계계산기가 발명되었지만 천문관측 이외의 계산에는 사용되지 않았습니다.
1623년 독일 학자 빌헬름 시카르가 6자리 덧셈과 뺄셈을 할 수 있는 최초의 기계식 계산기를 발명했습니다. 첫 번째 기계식 계산기 모델은 생산 중 화재로 파괴되었지만 두 번째 모델은 시카르의 친구였던 천문학자 요하네스 케플러에게 사용법을 설명한 편지와 함께 보내졌습니다. 시카루(計算カル)의 기계식 계산기는 당시 천문학적 수준보다 훨씬 정확한 천체 운동 계산에 도움이 되었다고 생각됩니다.
1642년 당시 19세였던 브레이즈 파스칼은 10진수[1]의 덧셈과 뺄셈을 계산할 수 있는 기계계산기를 발명했고, 1672년 고트프리트 빌헬름 라이프니츠는 그것을 곱셈과 나눗셈이 가능한 기계로 개량했습니다. 라이프니츠는 또한 현대 디지털 컴퓨터의 중요한 부분이 되는 이진 시스템을 고안했습니다.
1822년 영국 수학자 찰스 배비지가 다항함수, 로그함수, 삼각함수를 계산할 수 있는 기계식 계산기인 미분기계를 설계했지만 이 기술의 고비용 때문에 실제 기계는 1855년까지 제조되지 않았습니다. 반면 버비지는 1835년 디퍼렌셜 엔진을 더 개발하는 분석 엔진을 설계했지만 당시 기술이 너무 복잡해 부품을 제조할 수 없었기 때문에 실제로는 이 기계가 제작되지 않았습니다. 설계되었을 뿐이지만, 많은 학자들이 통역을 최초의 프로그래머블 컴퓨터로 인식하고 있습니다.
1936년 현대 컴퓨터 과학의 아버지로 불리는 영국 수학자 앨런 튜링이 튜링 기계의 수학적 개념을 고안하여 알고리즘과 계산의 이론적 근거를 확립했습니다. 그는 알려진 모든 수학적 개념과 계산 프로세스가 튜링 머신을 통해 표현될 수 있음을 증명했습니다. 인간에게 알려진 모든 계산기는 계산 속도의 차이만으로 튜링 기계와 같거나 약한 계산 능력을 가지고 있습니다.
1937년 벨 연구소에서 일하던 미국 수학자이자 물리학자인 조지 스티비츠가 이진법을 사용한 최초의 전자 디지털 계산기를 개발했습니다. 1939년 선형 대수 문제를 해결하기 위해 개발된 전자 디지털 컴퓨터인 아타나소프-베리 컴퓨터가 개발되었지만 다른 목적을 위해 프로그래밍할 수 없었고 다른 목적을 위해 사용할 수 없었습니다.
한편 1941년 독일인 엔지니어 콘래드 초이스는 구멍난 카드로 프로그래밍할 수 있는 최초의 전자/기계식 컴퓨터인 Z3를 개발했습니다. 그러나 콘래드의 업적은 독일 밖에서는 오랫동안 알려지지 않았고 당시 적이었던 미국이나 영국 과학자들과의 교류가 거의 없었고 실제 Z3도 2년 후 연합군의 폭격으로 파괴되었습니다. 프로그래밍 가능한 최초의 전자 디지털 컴퓨터는 제2차 세계대전 중 독일을 해독하기 위해 설계된 영국의 콜로사스였습니다. 그러나 이 컴퓨터의 존재는 일급 비밀이며 1970년대까지 대중에게 알려지지 않았습니다.
이 때문에 1946년 미국에서 개발된 ENIAC는 프로그래밍 가능한 최초의 범용 컴퓨터로 오랫동안 알려져 왔습니다. 애니악은 무게 30t짜리 진공관 1만8000개를 사용해 50만달러(최근 한국 가격으로 약 70억원)의 비용이 들었기 때문에 포탄 궤적을 계산하거나 수소폭탄 폭발을 예측하는 등 주로 군사적 목적으로 쓰였습니다.
한편 1945년 미국 컴퓨터 과학자 존 폰 노이만이 프로그램을 저장장치에 통합하는 컴퓨터를 제안했고, 그의 제안을 바탕으로 EDVAC를 설계했으나 특허 문제로 개발이 지연되었습니다. 이렇게 1949년 EDVAC 설계를 개발한 EDSAC는 프로그램 임베딩과 바이너리를 채택한 최초의 디지털 컴퓨터가 되었습니다.
PC(PC)는 1970년대 후반에 일반적이 되기 시작했습니다. 1990년 이후 퍼포먼스는 18~24개월마다 배로 증가하고 있습니다.