출처 : 숭실대학교 글로벌미디어학부 정기철 교수님의 컴퓨터 개론 수업을 듣고 정리했습니다.

1. 기계식 계산기의 변천사

신체 활용

• 기계가 나타나기 전, 인간은 여러 신체 부위를 계산에 활용
• 그중 손가락은 인간의 숫자 개념에 많은 영향을 끼쳤으며, 계산을 하는 데 사용한 최초의 신체였음
• 몸의 특정 부분을 단위로 활용한 예 : 한 뼘, 한 발, 한 길, 인치, 피트, 야드 등

돌멩이와 나무 조각 사용

• 사람의 신체 다음으로 활용된 계산 도구는 돌멩이나 나무 조각들이었음
• 돌멩이의 크기나 모양, 나무 조각의 개수나 조각에 새겨진 눈금 등을 이용하여 숫자를 표현

주판의 등장

• 주판(Abscus) : 막대기에 돌멩이를 끼워 숫자 계산에 사용하기 시작했는데 여기서 발전한 도구가 바로 주판이었음
• 한국식 주판은 윗부분에 1개, 아랫부분에 4개의 주판알이 있는데, 이를 활용하여 5진법과 10진법을 동시에 사용할 수 있음
  • 한국식 : 5진법과 10진법
  • 중국식 : 16진법

기계식 계산기의 발명(17-19세기)

• 1642년에 블레즈 파스칼은 톱니바퀴를 이용한 최초의 기계식 수동 계산기를 발명
• 파스칼의 계산기는 기어에 연결된 바퀴 판들을 이용해 덧셈, 뺄셈, 자리올림 수행
• 첫 번째 바퀴는 첫째 자리의 숫자를, 두 번째 바퀴는 둘째 자리의 숫자를 나타내는 방식이며, 각각의 바퀴에는 눈금이 10개씩 있어 10진법 자릿수 계산이 가능했음
• 1671년에 고트프리트 라이프니츠는 사칙연산기를 개발해 상품화함
• 찰스 배비지는 다항함수를 계산할 수 있는 차분기관(Difference Engine)과 좀 더 일반적인 계산이 가능한 해석기관(Analytical Engine)을 설계
• 이 계산기는 오늘날의 자동 컴퓨터의 기본 요소가 되는 수를 저장하는 장치(기억장치), 펀치 카드에 기반한 자동 제어를 통해 저장된 숫자들을 계산, 제어하는 장치(연산 및 제어장치), 데이터를 입출력하는 장치(입출력장치)로 이루어져 있었음

천공카드 : 새로운 입력 시스템(18-19세기)

• 1712년, 토머스 뉴머컨이 증기기관 발명
• 1781년, 제임스 와트가 개량된 증기기관(Steam Engine)을 발명
• 이를 토대로 1차 산업혁명이 시작됨
• 1725년, 실크 공장에서 일하던 바실 부숑이 구멍을 뚫은 종이로 직물기를 조종하는 방법을 개발
• 1801년, 조셉 마리 자카드가 직조기에 천공카드를 결합하는 방법을 개발
• 1832년, 천공카드 시스템을 자동화된 계산기에 사용하기 시작
• 1889년, 허먼 홀러리스가 천공카드 기반의 공학용 도표 작성기를 개발

튜링머신

• 1936년, 앨런 튜링이 튜링머신이라는 컴퓨터 모델을 제안
• 튜링머신(Turing Machine) : 컴퓨터라고 가정할 수 있는 기계 실행과 데이터 저장을 수행할 수 있는 추상적인 계산 모델
• Turing과 관련된 것들
  • Turing test : 어떤 대상이 지능이 있는지 없는지를 테스트하는 방법 (사람이 판단
  • CAPTCHA : 웹사이트에 가입을 할 때 본인이 사람이라는 것을 증명하기 위해서 어떤 문자를 입력하는 것 (컴퓨터가 판단)

2. 전자식 컴퓨터의 시초

전자식 컴퓨터의 개발

• ABC : 1942년 미국의 존 아타나소프가 선형 방정식을 해결하기 위해 개발한 세계 최초의 전자식 컴퓨터
• 마크원(Mark-I) : 1944년에 개발된 마크원은 전자식이 아닌 전기 기계식이지만, 배비지의 해석기관이 실제로 구현된 기계로 여겨지고 있음
• 애니악(ENIAC) : 1946년에 다용도 전자식 컴퓨터로 개발되었음
  • 특징 : 18,000여 개의 진공관이 사용된 30톤의 거대한 기계, 2차 세계대전 중 탄도 계산 등을 하기 위해 개발, 10진법을 사용
  • 단점 : 외부 프로그래밍 방식이었으므로 작업에 따라 배선판을 교체해야 하는 번거로움, 평균 7분에 1번 오류 발생, 시설 운영 전담 팀이 따로 필요한 고가의 기계

내장형 프로그램 방식 구현

• 1945년 폰 노이만(Von Neumann)이 프로그램 내장 방식을 제안
• 1949년에 에드삭(EDSAC), 1950년에 에드박(EDVAC)이 개발되었는데, 모두 프로그램 내장 방식 을 구현함
• 1951년에 최초의 상용 컴퓨터, 유니박 I(UNIVAC-I) 개발

3. 개인용 컴퓨터 등장

• 개인용 컴퓨터의 등장은 초집적회로(VLSI)의 개발로 가능해짐
• 1970년대 후반에 가정마다 한 대 이상의 컴퓨터가 보급되기 시작했음
• 1975년, 최초의 상업용 마이크로 컴퓨터 알테어 8800개발
• 1976년, 애플에서 애플 I 출시
• 1981년, IBM에서 IBM5150 출시

4. 인터넷 시대의 도래

• 인터넷(Internet)은 원래 미국 국방성의 고등군사연구계획국(ARPA)에서 시작된 프로젝트였음
• 초창기 인터넷은 연구소나 대학에서 주로 사용
• 네트워크 속도가 빨라지면서 다양한 멀티미디어 데이터 전송이 가능해짐
• 인터넷 사용 인구가 폭발적으로 증가하자 새로운 서비스도 지속적으로 등장함

5. 모바일 컴퓨팅 시대

• ‘1가구 1컴퓨터’시대 → ‘1인 다 컴퓨터’ 시대
• 컴퓨터의 시장 규모는 극대화되고 개개인에게 최적화된 소프트웨어 제작과 서비스 제공도 가능해졌으며, 또한 SNS도 활성화되고 있음
• 모바일 컴퓨팅이 가능하기 위한 기반 기술
  • 고속 네트워크
  • 모바일 하드웨어
  • 모바일 소프트웨어
• 5G가 보급되면서 다양한 정보 기기들이 서로 연결되고 인간에게 새로운 편의와 가치를 제공해 줄 것으로 전망
• 5G 시대에는 스마트폰과 같은 통신 장비 외에도 AI, IoT, VR, 자율주행 자동차 등이 실생활에서 광범위하게 사용될 전망

컴퓨터 하드웨어의 발전역사

• 제0세대(1950년대 이전) : 전자석을 기반으로 만들어진 부품인 릴레이를 이용한 컴퓨터 Z1, Z2, Z3, 마크원(Mark-I), 마크투(Mark-II) 출시됨
• 제1세대(1950년대 초) : 1904년에 개발된 진공관은 전력 소모가 크고 열을 많이 발생시켜 대형 냉각 장치가 필요해 컴퓨터의 크기가 커짐
• 제2세대(1950년대 말) : 1947년에 개발된 트랜지스터는 크기가 작고 전력 소비가 안정적이며 속도가 빠르고 발열이 적었음
• 제3세대(1964-1970년) : 1959년에 개발된 직접회로(IC)로 인해 컴퓨터 크기는 작아지고 속도도 빨라짐
• 제4세대(1971년-현재) : 1970년대 초에 등장한 초고밀도직접회로(VLSI)는 개인용 컴퓨터가 생산되는 데 큰 영향을 미침