1 주차 2 차시컴퓨터역사와분류 학습목표 1. 컴퓨터의발전을시대별로특징지어설명할수있다. 2. 사용목적및구조와처리에따라서구분할수있다. 학습내용 1 : 컴퓨터의역사 1. 계산기형태 1) 고대의계산기 - 기원후 1 세기경휴대용계산기 ( 계산판과계산말로구성 ) - 기원후 3 세기경 : 주판 2) 중세의계산기 * 네피어의골패 - 1617년에제작된세계에서가장오래된승제산 ( 乘除算 : 곱셈및나눗셈 ) 용구 - 나무쪽에수표를새겨서다른계산에도이용할수있도록하였다. 바로이나무쪽이컴퓨터가본격적으로보급되기이전까지흔히볼수있었던공업용계산자 (slide ruler) 의효시가되었음 * 파스칼 : 파스칼린 (pascalin)" - 톱니바퀴를이용하여기계적으로덧셈을하도록만든것임 - 파스칼의계산기는 ( 나중에여러종류가개발되었지만 ) 덧셈과뺄셈이외의연산은불가능하였음 - 1 -
* 라이프니츠의계산기 - 본질적으로는파스칼린과같은톱니바퀴식이었지만, 곱셈과나눗셈이가능하였음 - 9개의이를가진커다란기어들을사용 ( 계층통 ) - 커다란기어들각각이완전히한번회전하면일단피승수로기록되며, 승수는큰기어들의회전수로표시됨 - 현대의전자식컴퓨터의기초가되었음 * 헨리배비지 : 미분기 - 범용적인자동축차방식의계산기 - 축차처리방식이란입력된연산명령을 - 하나씩순차적으로수행하는것 - 제어및입출력의기능을갖도록설계 - 주요 4개부분 - 밀 (mill) : 산술연산담당 - 스토어 (store) : 연산용의기억기구 - 제어기구 : 수의전송과동작순서의제어 - 입출력기구 : 카드를사용 - 모든범용디지털컴퓨터의모체로인식 - 제어부분, 산술연산부분, 기억장치, 입출력장치를포함 - 미분기의작동제어 - 산술연산부분과산술연산의형태, 또는기억장치로부터자료를이동시키기위해제어카드를사용함 - 설계상의계산능력 - 2 -
3) 근세의계산기 * 토마스 : 계수기 - 프랑스의찰스토마스 (Charles Xavier Thomas) 가 1820년에설계에착수해서 1852년에완성 - 세계최초의상업용계산기 - 19세기말엽의 20년동안은계산기가상업적용도로광범위하게사용되지못했기때문에약 1500대밖에제작되지못했음 * 버러프 : 가산기 - 상업적으로성공한최초의계산기 - 1884년에크랭크를이용한키셋가산기를개발 - 현대의가산기가갖춘대부분의모형을다갖춤 - 이기계의도입을계기로파스칼이후시작되었던기계적연산기가드디어실현화되었다고할수있음 - 3 -
* 펠트와타란트 : 컴프토미터 - 여러순서에의한키구동방식의계산기를설계 - 1877년에컴프토미터 (comptometer) 를제작하기위해타란트 (Robert Tarrant) 와합작 - 1902년까지이기계에필적할만한어떠한기계도나오지않았음 * 볼레 : Bollee Machine - 곱셈을함에있어서덧셈을반복적으로하지않고직접연산이가능한새로운기계 - 기계는돌출한사각판형태의연속한곱셈부분을가지는데, 이부분들은 109 까지의정상적인곱셈기능을수행 * 천공카드의고안 - 천공카드는직조회사에서최초로사용 - 1890년미국통계자료의처리를위한홀러리스의천공카드 - 1907년파워 (James Power) 가천공카드시스템개발 - 4 -
2. 근현대컴퓨터 1) 제1세대 (1942~1959) 진공관 * ABC : 아타나소프가제작 (1939) - ABC(Atanasoff Berry Computer) - IBM의천공카드를개조하여계산을기계적으로수행할수있도록만듦 2) 최초의진공관컴퓨터 * 마크Ⅰ : 아이켄이제작 (1944) - 4칙연산과삼각법에의한함수계산과다른복잡한계산을수행할수있는능력을가지고있는 MARK1 개발 - 가로가 15m, 높이가 2.5m이고, 76만개의부품과 900km의전선을사용하는엄청난것이었음 * SSEC - Selective Sequence Electronic Calcualtion - 프랭크해밀턴이개발 - 공개시험을통해태음천체력을수월하게풀어냄 - 1952~1971까지의달의위치를 12시간간격으로정확히계산 - 모든과학기술자에게무료로사용이허용되어많은과학기술발전에이바지함 - 5 -
3) 전자계산기의시초 * 애니액 (ENIAC) - 미군탄도연구소의의뢰로 1946년펜실베니아대학에서모클리와에커트가만듦 - 인텔의 80286 CPU 정도의성능 - 7백자리까지수초만에계산 < 애니액의문제점 > - 입출력이자유롭지못함 - 프로그램내장방식 ( 폰노이만방식 ) 이아님 4) 애니액이후의진공관컴퓨터 * 애드백 (EDVAC) - 명령어의내부기억장치가디지털형태라는점과 2진수를사용했다는점에서애니액과차이가있음 - 폰노이만구조를실현한최초의컴퓨터 * 애드색 (EDSAC) - 폰노이만이제안한프로그램내장방식을적용 - 6 -
* 유니백 Ⅰ (UNIVACⅠ) - 최초의상업용컴퓨터 - 유니백이작동된후초보적인컴퓨터언어의개발과함께생산성향상을위한최초의시도가 1950 년대초에이루어졌음 3. 컴퓨터구조의발전과정정리 1) 컴퓨터의발전과정 1 수동식계산기 : 수판 - 기원전 3000~2500 년경중국에서개발, 1980 년대까지사용 2 기계식계산기 - 파스칼라인 가감승제계산기 차분기관과 - 분석기관 천공카드도표작성기 3 전기기계식계산기 - MARK1 : 종이테이프에천공된프로그램명령어들에의하여작동제어되도록설계되었음 4 전자식계산기 - 아타나소프 - 베리컴퓨터 (ABC computer) - 순차적방식과 2 진법체계를사용하는진공관방식임 - 7 -
학습내용 2 : 컴퓨터구조의발전과정 1. 전자식디지털컴퓨터 1) ENIAC - 최초의전자식디지털컴퓨터 (1946) - 전자적인가산기를연산용기억장치로사용 - 컴퓨터내부의회로소자로진공관을사용 - 프로그램을작성하려면컴퓨터각부분을전선으로연결해야하고, 프로그램의수행을위해서는 6,000여개의스위치를조절해야함 2) 내장프로그램방식컴퓨터 - 1945년폰노이만 (Von Neumann) 이제안하였음 - 컴퓨터에기억장치를설치하고, 프로그램과데이터를함께기억장치에저장했다가, 프로그램에포함된명령에따라자동으로작업을처리하는방식임 - 오늘날컴퓨터의기본사상임 * EDVAC(Electronic Discrete Variables Automatic Computer) - 1952 년미국에서최초로개발된프로그램내장방식의컴퓨터 - 8 -
3) UNIVAC I(Universal Automatic Computer) - 이전의특수목적용이아닌최초의순수데이터처리용이면상업용컴퓨터 4) IBM 701-1952 년에 CRT(cathode-ray-tube) 를주기억장치로하고, 보조기억장치로서자기드럼과자기테이프를채택 - 본격적인상업용컴퓨터시대를열었음 5) 컴퓨터의세대별발전 - 9 -
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학습내용 3 : 사용목적및구조 처리에따른분류 1. 사용목적에따른분류 2. 사용데이터에따른분류 1) 디지털컴퓨터 - 모든정보를 2진수의데이터로부호화하여사용함 - 모든정보를 2진수의데이터로부호화하여사용함 - 대부분의컴퓨터가디지털컴퓨터, 아날로그컴퓨터보다정밀도가높은편임 2) 아날로그컴퓨터 - 아날로그신호를데이터로이용하는컴퓨터 - 신속한입력과즉각적인반응을얻을수있어제어용목적에적합 3) 하이브리드컴퓨터 - 아날로그와디지털의장점을취하여제작한것으로어떤종류의데이터도처리할수있는컴퓨터 3. 구조및처리에따른분류 1) 처리능력에따른분류 * 중앙처리장치와기억장치의규모에따른분류 - 마이크로컴퓨터 (Microcomputer) - PC 를의미하며가정용이나작은사업의용도로사용되는소형의컴퓨터 - 중형컴퓨터 (Minicomputer) - 대용량의주기억장치와보조기억장치그리고빠른주변장치들을가지고있어수십명또는수백명이쓰기에적합한컴퓨터 - 중소기업, 학교, 연구소들에서주로사용 - 11 -
- 대형컴퓨터 (Mainframe Computer) - 대용량의저장장치를보유하여다중입출력채널을이용한고속의입출력처리능력을보유한컴퓨터 - 공공단체, 대기업, 은행, 병원, 대학등으로단말기를연결시켜온라인업무나분산처리업무에이용 - 또한대규모데이터베이스저장및관리용으로사용 - 수퍼컴퓨터 (Super Computer) - 복잡한계산을초고속으로처리하는초대형컴퓨터로가장빠르고비싼컴퓨터 - 원자력개발, 항공우주, 기상예측등의분야에서사용 2) 구조에따른분류 * 파이프라인슈퍼컴퓨터 (Pipeline Supercomputer) - 하나의 CPU 내에다수의연산장치를포함하고있는컴퓨터 - 각연산장치는파이프라이닝구조를이용하여고속벡터계산이가능 * 대규모병렬컴퓨터 (Massively Parallel Computer) - 하나의시스템내에상호연결된수백혹은수천개이상의프로세스들을포함함 - 프로세서들이하나의큰작업을나누어서병렬로처리하는구조 학습정리 1. 컴퓨터의역사는반도체와같이발전하였다. 2. 컴퓨터의분류는사용하는데이터, 처리능력, 컴퓨터의구조등에따라분류한다. - 12 -