컴퓨터하드웨어와소프트웨어 학습목표 하드웨어와소프트웨어의발전과정및종류에대하여설명한다. 하드웨어의구성요소및운영원리를파악한다. 소프트웨어의발전과정및종류에대하여설명한다. 클라우드컴퓨팅의발전과정및종류에대하여설명한다. 프로그래밍언어의발전과정을설명한다.
목차 2 소프트웨어와프로그래밍언어 3 차세대컴퓨팅
컴퓨터하드웨어의발전과정 초기의계산장치 최초주판 1642 년파스칼의톱니방식계산기계 1690 년라이프니쯔의계산기 1822 년베비지의차분기관 ( 해석기관 ) 19 세기후반홀러리스의기계 < 그림 10-2> 최초의기계식계산기 < 그림 10-1> 주판 < 그림 10-3> 라이프니쯔의계산기 < 그림 10-7> 천공카드 < 그림 10-5> 해석기관 < 그림 10-4> 차분기관 < 그림 10-6> 홀러리스의기계
컴퓨터하드웨어의발전과정 초기의컴퓨터 1942 년 ABC 1944 년 MARK I 1946 년 ENIAC 1946 년 EDVAC 1951 년 UNIVAC I 1947 년벨연구소에서트랜지스터개발로 컴퓨팅의제 2 세대 개막 < 그림 10-8> ABC < 그림 10-9> MARK Ⅰ < 그림 10-10> ENIAC < 그림 10-11> EDVAC < 그림 10-12> UNIVAC
컴퓨터하드웨어의발전과정 마이크로컴퓨터의개발 컴퓨터의급격한발전은 1970 년대마이크로컴퓨터의개발때문임 1971 년 Intel 4004 마이크로프로세서칩 1974 년 Intel 8080 마이크로프로세서칩출시 1975 년마이크로컴퓨터인 Altair 8800, IBM 5100 출시 1977 년잡스와워즈니악, 애플컴퓨터사설립 1982 년 IBM 은 PC(Personal Computer) 의단어로개인용컴퓨터소개 < 그림 10-13> Intel 4004 < 그림 10-14> Altair 8800 < 그림 10-15> Apple Ⅱ
컴퓨터하드웨어의발전과정 컴퓨터하드웨어의세대별특징 1 세대 : 진공관시스템 (1951~1958) 데이터의저장과처리에진공관을사용함 기계어를사용하여작성하였기때문에규모가크고, 속도가느리며, 불안정함 2 세대 : 트랜지스터시스템 (1958~1964) 1 세대진공관이트랜지스터로대체되었음 크기가작고, 사용이쉽고가격이저렴함. 자기코어형태의자기테이프, 종이카드가사용됨 < 그림 10-16> 진공관 < 그림 10-17> 트랜지스터 Ⅰ
컴퓨터하드웨어의발전과정 컴퓨터하드웨어의세대별특징 3 세대 : 직접회로 (1964~1971) 실리콘집에광화학적흠을낸트랜지스터들을포함한직접회로가개발됨 빠른속도뿐만아니라기기의소형화가가능해짐 디지털사의 PDP-1, IBM 의시스템 /360 등 4 세대 : 초고밀도직접회로 (1971~ 현재 ) 고밀도집적회로와초고밀도집적회로의세대임 초고밀도직접회로는트랜지스터를수집만개에서수백만개포함하고있는칩임 < 그림 10-18> 집적회로 < 그림 10-19> IBM System/360
컴퓨터하드웨어의발전과정 컴퓨터하드웨어의세대별특징 제 5 세대 제 4 대까지는주로하드웨어적인발전만이이어져왔으나, 5 세대에는상대적으로소프트웨어의비약적인발전이이루어짐 인간이가지고있는생각을컴퓨터에적용하는인공지능의특성을갖게될것임 < 표 10-1> 하드웨어세대
컴퓨터하드웨어의분류 규모와성능에따른분류 슈퍼컴퓨터 : 초고속으로복잡한연산을수행할수있는능력을가진고성능컴퓨터 메인프레임컴퓨터 : 데이터처리가중앙집중화되어있으며, 대량데이터를신속히처리 서버컴퓨터 : 어떠한특화된임무를수행하기위하여설정된컴퓨터 마이크로컴퓨터 : 가장작고, 가격이저렴한범주의컴퓨터 그외데스크탑, 일체형데스크탑, 이동식컴퓨터, 태블릿 PC 등이있음 < 그림 10-20> CRAY 2 < 그림 10-21> 메인프레임컴퓨터
하드웨어의구성요소및운영원리 하드웨어의구성요소및운용원리 < 그림 10-22> 컴퓨터시스템의하드웨어구성요소
하드웨어의구성요소및운영원리 중앙처리장치 컴퓨터의두뇌라고할수있으며트랜지스터들이내장된실리콘칩으로마이크로프로세서라고불림 가장중요한구성요소는프로세서이며, 산술논리연산장치, 제어장치, 주기억장치로구성 < 그림 10-23> 중앙처리장치
하드웨어의구성요소및운영원리 중앙처리장치 프로세서 산술연산을수행하는산술논리연산장치와연산을통제하는제어장치로구성 2개이상의다중코어 : 코어개수만큼실제 CPU를장착한것과유사한성능 주기억장치 CPU를위해데이터와프로그램을저장함 램 (RAM) 데이터를읽고쓰기위한주기억장치또는메모리를의미함 롬 (ROM) 데이터가기록되고나면수정되거나삭제될수없는메모리를의미함 < 그림 10-24> Intel 의쿼드코어프로세서 < 그림 10-25> RAM(DDR3 SDRAM)
하드웨어의구성요소및운영원리 무어의법칙 마이크로칩성능이 18 개월마다 2 배씩증가 < 그림 10-26> 트랜지스터수의증가
하드웨어의구성요소및운영원리 황의법칙 반도체메모리의용량이 1 년마다 2 배씩증가 < 그림 10-27> 플래터당저장밀도증가추세
하드웨어의구성요소및운영원리 보조기억장치 자기디스크 플로피디스크 (1.44MB), 하드디스크. 최근에는 USB 플래쉬드라이브가쓰임 전송방식 : USB 3.0, Thunderbolt 광디스크 광학저장기술이집약된디스크로오염이나성능및품질저하에덜민감함 첨단광디스크는블루레이디스크로 25GB ~ 50GB의대용량저장가능 종류 : CD-ROM, CD-RW, DVD, HD-DVD, Blu-ray 등
하드웨어의구성요소및운영원리 입력장치 가장대표적인입력장치는키보드이며, 입력방식에따라유형이다양함 < 표 10-2> 대표적인입력장치
하드웨어의구성요소및운영원리 출력장치 모니터 입력과출력을동시에확인할수있는장치로소프트카피의형태로보여줌 종류 : 브라운관기술의 CRT 모니터, 액정기술의 LCD 모니터 프린터 컴퓨터출력물을하드카프로만들어내는데사용됨 종류 : 레이저프린터, 열프린터, 잉크젯프린터 레이저프린터는레이저빔이닿은부분에만토너를정착시키는방식임 열프린터는감열지에고열로패턴을만들어태우는방식임 잉크젯프린터는종이위에미세한점을분사하는방식임 음성출력 : 컴퓨터가언어와음성으로출력데이터나정보를구사하는것을의미함
2 소프트웨어와프로그래밍언어 시스템소프트웨어 운영체제 운영체제는 CPU, 주변기기, 주기억장치, 보조기억장치등의컴퓨터자원을관리하고통제하는프로그램의집합을의미 지금의대부분운영체제는그래픽유저인터페이스 (GUI) 를기반으로함 대표적인 PC 운영체제로는윈도우, OSX, UNIX, LINUX 등이있음 < 표 10-3> 다양한유형의운영체제
2 소프트웨어와프로그래밍언어 시스템유틸리티 시스템유틸리티 컴퓨터사용자, 연산, 관리등을지원하는프로그램을의미함 운영체제는다양한형태의유틸리티를포함하고있으며컴퓨터활용을위한필수적기능 예 ) 디스크오류검사, 속도최적화유틸리티 언어처리기 프로그램언어는컴퓨터가이해할수있는기계어로변환시켜주는과정이필요함 이러한역할을하는것이언어처리기이며, 컴파일러나번역기가이에해당함 < 그림 10-32> 하드웨어와소프트웨어사이의구조
2 소프트웨어와프로그래밍언어 응용소프트웨어 스프레드시트 전통적인재무, 회계연산등과같은작업을컴퓨터모니터상에서자동화시킴 각좌표상의셀에숫자나문자를입력해수리적함수및공식을통하여계산가능 계산된데이터를선이나막대그래프, 파이차트같은형태로나타냄 예 ) Microsoft Excel, Apple Numbers 등 < 그림 10-33> 마이크로소프트사의엑셀스프레드시트의화면
2 소프트웨어와프로그래밍언어 응용소프트웨어 워드프로세서 문서작성에사용되며글꼴의모양, 색깔과크기, 표, 그림까지다양한형식의문서편집가능 그래픽, 이미지, 사운드, 동영상포함가능, HTML 편집기능까지추가됨 예 ) 한글, Microsoft Word, Apple ipage 등 < 그림 10-34> 한글워드프로세서의화면
2 소프트웨어와프로그래밍언어 응용소프트웨어 데이터관리소프트웨어 데이터관리시스템 (Database Management System, DBMS) 데이터관리소프트웨어를통하여쉽게데이터를조작함으로서, 데이터관리의효율성과데이터가공업무의유연성을확보할수있음 예 ) Oracle, Infomix, Sybase, IBM DB2, Microsoft SQL Server, Microsoft Access 등 개인정보관리시스템 (Personal Information Management System, PIMS) 개인의데이터를효율적으로관리하는데사용되는패키지 예 ) Organizer, Sidekick, Quicken, Microsoft Money 등
2 소프트웨어와프로그래밍언어 응용소프트웨어 그래픽소프트웨어 프리젠테이션그래픽소프트웨어 효과적인회의나발표를목적으로또는워드프로세서나스프레드시트에서작성할수없는그림등이포함된보고서등을작성하기위한목적으로이용됨 예 ) Microsoft Powerpoint, Apple Keynote, Prezi 등 캐드소프트웨어 생산제품의설계에주로사용됨 캠소프트웨어 생산장비를제어하기위하여사용됨 컴퓨터통합생산소프트웨어 자동화생산설비및기기에내장됨 개인용웹그래픽소프트웨어 예 ) Adobe Photoshop, Jasc Paintshop Pro, Microsoft Photo Editor 동영상파일의제작과편집소프트웨어 예 ) Windows Movie Maker, Apple imovie, Final Cut Pro, PowerDirector
2 소프트웨어와프로그래밍언어 응용소프트웨어 통신소프트웨어 원격지간의터미널통신, 통 t 신장비와통신회선의감시, 통신망의통신량관리, 통신체증의분석, 통신문제의진단등통신관련활동을지위, 감독함 그룹웨어 협업활동을지원하기위한기능과서비스로문서작성, 논평, 정보공유, 화상회의, 일정관리, 이메일및네트워크기반의협업지원소프트웨어등을포함함 서비스지향아키텍쳐 (Service-Oriented architecture) 서비스지향개념을기반으로소프트웨어시스템을구축하고자하는노력을의미함 기업프로세스와애플리케이션을 서비스 라는단위로구성하여비즈니스환경의변화를반영하여서비스의연결구성을쉽고빠르게변화시켜새로운기능을제공함
2 소프트웨어와프로그래밍언어 프로그래밍언어 웹을위한프로그래밍언어 JAVA 객체지향언어로 C, C++ 과매우유사하며, 인터넷과같은네트워크환경에서유용함 HTML(Hypertext Markup Language) 웹페이지를만들때사용되는언어로써문자나그래픽, 비디오, 사운드등을웹페이지에나타내는방법을정의함 웹페이지상의객체들을다른웹페이지객체와연결시키는기능을함
3 차세대컴퓨팅 차세대컴퓨팅 Grid Computing 인터넷상의분산된시스템자원들을공유하여가상의슈퍼컴퓨팅과같이사용하는방식 Utility Computing 컴퓨팅리소스를구매하지않고전기등과같이유틸리티로필요할때마다사용하는방식 Server Based Computing 서버에애플리케이션과데이터를두고필요할때마다접속해서사용하는방식 Network Computing 애플리케이션을서버에로드하여로컬에서수행하는형태 Cloud Computing 언제어디서나편하게컴퓨팅자원들에대한네트워크접근이가능한형태의시스템
3 차세대컴퓨팅 차세대컴퓨팅 SaaS(Software as a Service) 소프트웨어및관련데이터는중앙에호스팅되고사용자는웹브라우저등의클라이언트를통해접속하는형태 IaaS(Infrastructure as a Service) 서버, 스토리지, 네트워크를가상화환경으로만들어, 필요에따라인프라자원을사용할수있게서비스를제공하는형태 PaaS(Platform as a Service) 개발을위한플랫폼구축을할필요없이필요한개발요소들을웹에서쉽게빌려쓸수있게하는형태