컴퓨터

컴퓨터(영어: computer, 문화어: 콤퓨터)는 수식이나 논리적 언어로 표현된 계산을 수행하거나 작업을 통제하는 기계이다.

사전에서 찾을 수 있는 위와 같은 정의는 정확하지만 가리키는 범위가 너무 넓어 이전의 컴퓨터와 현재의 컴퓨터 그리고 미래의 컴퓨터를 정확하게 설명하기는 어렵다. 더 의미있는 질문은 컴퓨터의 종류에는 어떤 것들이 있는가? 아니면 현재의 컴퓨터의 능력과 기능의 특별한 점은 무엇인가? 일 것이다.

라이프니츠는 계산하면서 보낸 시간에 대해 불평하여 기계식 계산기를 고안했다. 1950년대 초에 '컴퓨팅 머신'(Computing Machine)이라는 말이 전산기를 지시하기 위해서 쓰였다. 마침내, 더 짧은 컴퓨터(computer)라는 말이 컴퓨팅 머신을 대체했다. 본래, 산술은 수학적인 문제와 밀접하게 연관되어있지만, 현대 컴퓨터들은 값이 싸지고 용도가 다양해짐에 따라, 수학과는 관계없는 많은 작업들에 쓰인다.

어원

컴퓨터라는 말의 의미는 많이 변화해 왔지만 항상 그 때에 사용되고 컴퓨터의 능력을 표현하는데 어려움을 겪어왔다. 이 말은 본래 컴퓨터는 원래 기계적인 도움의 유무에 관계없이 수학적인 계산을 수행하는 사람을 가리키는 말로 사용되었고 현재에도 그렇게 사용되기도 한다. ODE2 목록에 의하면 1897년에 처음으로 기계적 계산을 수행하는 기계를 일컫는 말로 사용되었다. 1946년까지 여러가지 수식어가 소개되었는데, 이것들은 여러 종류의 컴퓨터를 구별하기 위한 것들이었다. 이 수식어들은 아날로그, 디지털, 전자를 포함하고 있다.

 

역사

컴퓨터의 역사, 적어도 그 일부는 계산기와 역사를 같이 한다. 수를 세기 위해 고안된 공깃돌도 넓은 의미의 계산기라 할 수 있으나 가장 오래된 체계적인 계산기는 주판(abacus)이라고 할 수 있다.

블레즈 파스칼은 톱니바퀴를 이용하여 계산기를 만들었다.

최초의 전자 컴퓨터는 1946년에 개발된 에니악(ENIAC)이다. 에니악은 무게가 톤단위 이며, 방하나를 가득 채웠고, 작동을 위해서 많은 관리자를 필요로 하였다. 매우 고가였기 때문에 정부와 큰 연구기관만이 보유할 수 있었고 생상량이 많지 않아서 세계적 필요를 만족 시킬 수 없었다.

앨런 튜링이 컴퓨터의 가장 단순화된 기본 모델을 제시하였다.

존 폰 노이만은 프로그램 내장 방식을 처음 채택했다. 이전에는 프로그램 입력과 결과 출력을 분리하지 않았다.

1970년대 말부터 개인용 컴퓨터(PC; Personal Computer)가 보편화되기 시작했다. 사실, 최초의 개인용 컴퓨터는 1950년 에드문드 버클리가 만든 시몬(Simon)이라고 본다.[1] 이후로 대중적으로 성공한 컴퓨터로는 1975년 MITS사의 알테어(Altair)나 1975년의 애플 컴퓨터를 들 수 있다.

현재 개인용 컴퓨터는 1981년에 탄생한 아이비엠 PC(IBM PC)의 후손들이 주를 이루고 있다. 이들은 인텔사의 80계열이나 이에 호환되는 중앙처리장치(CPU)를 사용하며, 마이크로소프트(MS)사의 윈도우즈(Windows)나 리눅스(Linux)등을 운영체제로 하고 있다.

1900년 이후로 18개월에서 24개월을 주기로 성능이 2배가 향상되는 폭발적인 발전이 있었다. 인텔(Intel)사의 공동창업자인 고든 무어(Gordon E. Moore)가 1965년에 컴퓨터의 발전에 대한 이러한 속성을 처음 소개했다. (무어의 법칙 참조)

그 결과 1996년 IBM의 딥 블루(Deep Blue)라는 수퍼컴퓨터는 사람과의 체스 경기에서 세계 챔피언 게리 카스파로프(Garry Kasparov)를 이겼다. 그러나 카스파로프는 3승과 2무를 더 올려 전체에서는 승리를 거두었다.

 

분류

 

사용목적에 따른 분류

가장 쉬운 방법은 사용 목적에 따라 분류하는 것이다. 이 방법은 컴퓨터 제조사들에 의하여 주로 사용되고 있다.

• 슈퍼컴퓨터
• 메인프레임
• 미니컴퓨터
• 워크스테이션
• 대형 컴퓨터(기업용)
• 개인용 컴퓨터(PC)
• 랩탑(노트북)
• 피디에이(PDA)
• 착용형 컴퓨터

수행 능력에 따른 분류

단일 목적 컴퓨터(Single-purpose Computers)

실용적인 구분

• 윈도우즈 호환기종
• 매킨토시
• 유닉스
• 리눅스

구성

크게 논리적 지시 사항인 소프트웨어(S/W; Software)와 물리적 장치인 하드웨어(H/W; Hardware)로 구분할 수 있으며, 컴퓨터의 하드웨어는 중앙 처리 장치(CPU)와 주기억 장치(RAM) 및 입력 장치(키보드, 마우스 등), 출력 장치(모니터, 프린터 등), 그리고 주변 기기 들로 구성된다.

작동원리

메모리(Memory)

컴퓨터 메모리는 읽을수만 있는 ROM과 읽고 쓰기가 가능한 RAM으로 구분이 된다. ROM에는 주로 컴퓨터가 가장 기본적인 작업을 수행할수 있는 프로그램, 즉 펌웨어가 저장되어 있다. 컴퓨터를 전원을 올리면 컴퓨터는 ROM에 저장된 프로그램에 따라서 명령을 수행한후, 나머지 OS에 관련된 프로그램을 기타 저장매체에서 메인메모리로 업로드한후 실행을 한다.

또 사용자가 프로그램을 수행할 때에도 OS는 프로그램을 RAM에 올려서 명령을 수행하며, 구 결과물을 일시적으로 램에 저장한다. 작업이 완료되면 그 결과물을 장기간 보관하기위해서는 다시 외부메모리에 저장한다.

운영체제(OS; Operating System)

운영체제란 원래 컴퓨터에서 일반적으로 이루어지는 반복적인 혹은 필요한 작동을 사람대신 자동으로 하여주기위하여 개발되었으며 보통 일반프로그램이 돌아가기위한 재반적인 것을 제어혹은 서비스를 제공하여주기위하여 존재한다.

기본적인 목적은 주변기기 제어, 프로그램 메모리 제어, 파일 관리, 사용자 권리제어 등이 기본이나 기종에 따라 특수한 목적의 프로그램을 같이 운영하기도 한다.

따라서 컴퓨터 혹은 기종에 따라서 운영체제가 다르며 서로 운영체제끼리 호환되지 않는것이 보통이나 점점 많이 개발되어 일부 작동은 서로 호환도 되도록 프로그램을 짜고 있는것이 추세이다.

범용 운영체제 (윈도우즈,유닉스,리눅스 등) 과 특수 운영체제 ( 휴대전화, MP3 플레이어 등) 이 있으며 요즘은 운영체제에서 기본적인 서비스외에 별도의 프로그램등을 추가설치하여 그 영역을 넓히어 나가고 있다.

응용분야

초기 디지탈 컴퓨터는 주로 군사목적의 과학 연산을 수행하였다. 원래 야포 각도 계산을 위해 디자인 되었으나, 수소폭탄 설계에 필요한 계산용으로도 사용되었다.(오늘날 가장 강력한 성능을 가진 많은 수의 수퍼컴퓨터들 또한 핵무기 시뮬레이션을 위해 사용되어지고 있다.)

네트워크와 인터넷

1970년대에 미국 전역의 연구소들에 있는 컴퓨터들이 통신 기술을 통해 연결되기 시작했다. 이 작업은 ARPA의 후원을 받아 이루어졌으며 이 네트워크의 이름을 아파넷(ARPANET)이라 명명하였다. 아파넷의 토대가 된 기술은 계속 발전하고, 학술기관 바깥으로 확산되어서 인터넷이라 알려지게 되었다. 존 게이지(John Gage)와 선 마이크로시스템즈의 빌 조이(Bill Joy)는 이를 “네트워크가 곧 컴퓨터가 되었다”고 표현하였다. 인터넷을 비롯한 네트워크의 발달로 운영 체제와 응용 프로그램들이 개인용 컴퓨터 바깥의 주변기기와 같은 다른 자원에도 접근할 수 있도록 변화되었다. 초기에 이런 설비에 접근할 수 있는 사람들은 한정되어 있었으나, 1990년대에 이메일과 월드 와이드 웹 등의 확산과 더불어 이더넷(Ethernet)과 ADSL 같은 값싸고 빠른 네트워킹 기술의 개발로 컴퓨터 네트워킹은 여러 나라에서 일상화되었으며, 휴대통신 기술과 결합하여 유비쿼터스(Ubiquitous)라는 신조어를 만들기도 했다.

컴퓨터 그래픽스

화면을 통하여 유저에게 어떤 시각적인 형상을 제공하는, 컴퓨터로 제작된 화상의 총칭.줄여서 씨지(CG)라고 부름. 과거에는 2차원(2D) 그래픽이나 와이어 프레임이 일반적이었지만, 현재에는 랜더링을 통해 표현 되는 3차원(3D) 그래픽을 가리키는 경우가 대부분이다. 기술이 적용되는 대표적인 문화 산업으로 텔레비젼,영화,게임 등이 있으며, 원격 네트워크를 통한 의료기술 그리고 CAD등의 건축기술에도 사용된다.

보안과 해킹

컴퓨터를 통해 제작된 컨텐츠 또는 컴퓨터를 이용한 컨텐츠를, 악의를 품은 제 3자가 해당 컨텐츠의 취약점을 찾아내어 자신의 이기적인 목정을 달성하는 것(원 저작자의 의도하지 않은)을 해킹이라고 하며 그 것을 막는 행위를 보안이라고 한다. 해킹의 예로서, 네트워크의 보안 취약점을 공격하거나, 일부 전문가들의 단순한 자기 과시를 위한 바이러스의 유포 등 과거와는 달리, 현재에는 지워도 지워도 지워지지 않는 광고 팝업창, 게임기의 정품 소프트웨어 인식 장치를 무시하게 하는 하드웨어, 키보드를 누를 때 생기는 전자파를 이용하여 해당 컴퓨터에 접속하지 않고도 외부에서 패스워드를 알아내는 장치 등 소프트웨어, 하드웨어적, 그리고 물리적으로 광범위하게 확산되어 가고 있다. 참고로 해킹 행위가 불법인가 아닌가에 대한 것은 나라마다 틀리며, 2004년 1월 이탈리아의 법원에서 모드칩이 플레이스테이션의 저작자인 소니의 독점을 방지하고 PS2의 활용성을 더욱 증가시키는 장치라 정의하고 유저의 모드칩 장착은 합법이라고 규정한바가 있다.

컴퓨터 직종과 학문분야

적어도 선진국에서는 컴퓨터를 사용하지않는 직업이 거의 없다. 그러나 컴퓨터에 대한 연구, 프로그래밍, 활용테크닉을 전문으로하는 직종과 학과은 지속적으로 진화 해왔다. 각각의 직종에 대한 전문용어들은 계속 변화 하고있고 새로운 분야가 생겨나고 있으나 주요 그룹은 다음과 같다:

• 컴퓨터공학(Computer engineering) 은 전자공학 (electronic engineering) 의 한 분야로써 컴퓨터의 물리적인 연구와 그에 수반하는 요소들을 연구한다.
• 전산학(Computer science)은 효율적인 연산방식 (algorithm) 을 개발하는 등의 전산과 관련된 과정을 연구하는 학문이다. 이 학문이 추구하는 것은 컴퓨터를 사용함으로써 문제들을 해결 할수있는가, 어떻게 효과적으로 문제를 풀수 있는가, 그리고 그런 해결책을 푸는 효율적인 프로그램을 어떻게 만들것인가 하는 것들이다.
• 소프트웨어 엔지니어링 (Software engineering) 은 신뢰할만한 소프트웨어 시스템 개발하는 동시에 시간과 비용을 계산하고 최소화 시키는 방법론과 실행에 촛점을 맞춘다.
• 정보시스템 (Information systems)은 사업체등 폭 넓은 조직환경에서의 컴퓨터시스템 활용에 촛점을 맞춘다.
• 다른 직종과 컴퓨터를 연결시킨 학문분야가 많이 생겨나고있다. 한가지 예가 컴퓨터 기술을 응용해 지리정보에 관한 문제를 처리하는 지리정보학 (GIS|geographical information systems) 전문가이다.

참고사항

• 프로그래밍 언어
• 슈퍼컴퓨터