컴퓨터의 역사
고대의 계산기
고대의 계산기는 기원 후 1세기경에 휴대용 계산기가 등장하였는데요,
이 휴대용 계산기는 계산판과 계산말로 구성되어 있었습니다.
그리고 기원 후 3세기경에 ‘주판’이 개발되었습니다.
중세의 계산기(네피어)
중세의 계산기로는 네피어와 네피어의 골패가 있습니다. 네피어는 1617년에 제작된 세계에서 가장 오래된 승제산용구로, 나무에 수표를 새겨서 다른 계산에도 활용할 수 있도록 만들어졌습니다. 이 계산기는 공업용 계산자인 슬라이드 룰러의 이전 형태로 컴퓨터가 보급되기 전까지 널리 사용되었습니다.
파스칼, 파스칼린(pascalin)
파스칼은 “파스칼린”이라고 불리는 계산기를 개발했습니다.
이 계산기는 톱니바퀴를 이용하여 기계적으로 덧셈을 수행할 수 있도록 만들어졌지만, 파스칼의 계산기는 덧셈과 뺄셈 이외의 다른 연산은 수행할 수 없었습니다..
라이프니츠의 계산기
라이프니츠의 계산기는 톱니바퀴식 계산기로, 파스칼린과 유사하지만 곱셈과 나눗셈이 가능했는데요,
이 계산기는 9개의 이를 가진 커다란 기어들을 사용하였으며, 각각의 기어는 한 번 회전하면 피승수를 기록하고 승수는 큰 기어들의 회전수로 표시되었습니다. 라이프니츠의 계산기는 현대의 전자식 컴퓨터의 기초가 되었습니다.
헨리 배비지 (미분기)
헨리 배비지의 미분기는 범용적인 자동축차방식의 계산기로, 제어 및 입출력의 기능을 갖도록 설계되었는데요,
이 계산기는 주요한 4개의 부분으로 구성되어 있었는데, 밀(mill)은 산술 연산을 담당하고, 스토어(store)는 연산용의 기억 기구로 사용되었습니다. 또한, 제어기구는 수의 전송과 동작 순서의 제어를 담당하며, 입출력기구는 카드를 사용하여 데이터의 입력과 출력을 처리했습니다.
근세의 계산기
근세의 계산기로는 토마스의 계수기가 있습니다.
프랑스의 찰스 토마스가 1820년에 설계를 시작하여 1852년에 완성된 이 계산기는 세계 최초의 상업용 계산기였는데요,
그러나 19세기 말엽의 20년 동안은 계산기가 상업적 용도로 널리 사용되지 못했기 때문에 약 1500대밖에 제작되지 않았습니다.
버러프, 가산기
버러프는 1884년에 크랭크를 이용한 키셋 가산기를 개발하여 성공한 최초의 상업용 계산기를 만들었습니다. 이 가산기는 현대의 가산기가 갖춘 대부분의 모형을 포함하고 있었습니다. 버러프의 가산기는 파스칼 이후 시작된 기계적 연산기 개발의 이정표가 되었습니다.
펠트와 타란트, 컴프토미터
펠트와 타란트는 여러 순서에 의한 키구동 방식의 계산기를 설계하였습니다. 1877년에 컴프토미터를 제작하기 위해 로버트 타란트와 합작하여 혁신적인 계산기를 만들었습니다. 1902년까지는 컴프토미터에 필적할만한 다른 기계가 나오지 않았습니다. 이들의 기계는 계산기의 발전에 큰 영향을 미쳤습니다.
볼레(Bollee Machine)
볼레(Bollee)는 곱셈을 반복적으로 수행하지 않고 직접 연산이 가능한 새로운 기계인 볼레 머신을 개발했는데요,. 이 기계는 돌출한 사각판 형태의 연속된 곱셈 부분을 가지고 있었으며, 이 부분은 109까지의 곱셈 기능을 수행할 수 있었습니다.
천공 카드의 고안
홀러리스(Hollerith)는 천공 카드의 고안에 기여한 인물입니다. 처음으로 천공 카드를 사용한 것은 직조회사에서 이루어졌으며, 1890년에는 미국 통계 자료의 처리를 위해 홀러리스의 천공 카드가 도입되었습니다. 이후 1907년에는 제임스 파워(James Power)가 천공 카드 시스템을 개발했습니다
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홀러리스의 제표기
홀러리스는 또한 제표기(Tabulating Machine)를 개발했는데, 이는 1890년에 미국에서 통계 자료의 처리를 위해 사용되었습니다. 1894년에는 Tabulating Machine이라는 회사를 설립하였고, 1914년에는 C-T-R(Computing-Tabulating-Recording) Co.로 이름을 변경하여 현재의 IBM으로 진화하게 되었습니다.
모르스
모르스(Morse)는 전신을 발견한 우연한 사건을 통해 알려진 인물입니다. 그는 영어를 위한 전기 부호를 도트(·)와 대쉬(-)의 조합으로 만들었습니다. 이 모르스 부호는 전신 통신에서 사용되며, 긴/짧은 신호로 알파벳과 숫자를 전송할 수 있도록 했습니다.
에밀 보도
에밀 보도(Baudot)는 텔레타이프(teletype)를 개발한 인물로 알려져 있습니다. 텔레타이프는 2진 체계를 응용하여 통신의 신뢰도를 높였습니다. 이를 통해 글자를 전송하는 데 사용되며, 초기의 텔레타이프는 초당 7~8자를 보낼 수 있었습니다.
도널드 머레이
도널드 머레이(Murray)는 텔레타이프의 상업적인 성공을 이끈 인물로 알려져 있습니다. 그는 텔레타이프 시스템의 개선과 보급을 주도하였으며, 초당 7~8자를 보낼 수 있는 효율적인 텔레타이프 시스템을 구축하였습니다. 이는 통신의 발전에 큰 영향을 미쳤습니다.
벨(Alexander Graham Bell)
벨(Alexander Graham Bell)은 1876년에 전신용 선로를 이용하여 음성 정보를 전송하는 기술을 개발했습니다. 이 기술은 상대방이 직접적으로 음성 정보를 들을 수 있도록 했습니다.
벨의 기술은 서로 다른 주파수 대역의 전파를 한 도선에 보내는 방식으로 동작했습니다. 이는 다중 주파수 분할 다중 접속(Multiple Frequency Division Multiplexing)의 개념에 기반하고 있었습니다. 각각의 음성 정보는 다른 주파수 대역으로 변조되어 전송되고, 수신 측에서는 해당 주파수 대역을 분리하여 원래의 음성 정보를 복원할 수 있었습니다. 이러한 방식으로 벨은 음성 통신을 혁신적으로 개선했으며, 이후 전화 통신의 발전에 큰 역할을 한 것으로 알려져 있습니다.
제1세대 진공관 (1942~1959)
제1세대 컴퓨터는 1942년부터 1959년까지의 시기로, 이때 사용된 주요 기술은 진공관(Vacuum Tube)입니다.
최초의 진공관 컴퓨터로는 ABC(Atanasoff Berry Computer)가 있습니다. 1939년에 요한 아타나소프(John Atanasoff)가 제작한 이 컴퓨터는 IBM의 천공카드를 개조하여 계산을 기계적으로 수행할 수 있도록 만들어졌습니다. ABC는 이항계수 계산에 사용되었으며, 현대 컴퓨터의 선구자로 간주되고 있습니다.
제1세대 컴퓨터는 크기가 크고 전력 소모가 많으며, 오류가 발생하기 쉬웠지만, 계산 능력을 기계적으로 수행하는 첫 단계였습니다. 진공관은 컴퓨터의 주요한 구성 요소로 사용되었으며, 그 이후의 컴퓨터 발전에 중요한 역할을 한 것으로 알려져 있습니다.
진공관의 발명
진공관은 에디슨(Thomas Edison)에 의해 개발되었습니다. 에디슨은 백열 전등을 개량하는 과정에서 진공관의 원리를 발견했습니다. 이러한 발견은 영국의 물리학자인 플레밍(Fleming)이 진공관의 원리를 처음으로 이해하는 데에 도움을 주었습니다. 그 후, 드 포레스 플레밍(De Forest Fleming)의 협력으로 최초의 3극 진공관이 완성되었습니다. 이후 진공관은 컴퓨터와 라디오 등의 전자 기기에 널리 사용되었습니다.
최초의 진공관 컴퓨터
최초의 진공관 컴퓨터로는 마크 I(Mark I)가 있습니다. 이 컴퓨터는 1944년에 하워드 아이켄(Howard Aiken)이 제작했습니다. 마크 I는 4칙 연산과 삼각법을 통한 함수 계산 및 다른 복잡한 계산을 수행할 수 있는 능력을 갖추고 있었습니다.
마크 I는 가로로 15m, 높이로 2.5m의 거대한 크기를 가졌으며, 76만 개의 부품과 900km에 이르는 전선을 사용하는 엄청난 구성을 가지고 있었습니다. 이 컴퓨터는 전선과 진공관을 사용하여 연산을 수행하였으며, 천공카드를 통해 명령을 입력하고 결과를 출력할 수 있었습니다. 마크 I는 수학적인 연산을 수행하는 데 큰 역할을 하였으며, 그 이후의 컴퓨터 발전에도 영향을 주었습니다.
전자계산기의 시초
전자계산기의 시초로는 콜로서스(Colossus)가 있습니다. 이는 1944년에 영국의 앨런 튜링(Alan Turing)이 개발한 컴퓨터입니다. 콜로서스는 브레츨리 암호해독팀(Bletchley Park)이 독일군의 암호를 해독하는 데 사용하여 노르망디 상륙작전과 같은 중대한 역할을 수행했습니다.
실제로 콜로서스는 최초의 컴퓨터로 간주될 수 있습니다. 그러나 암호해독팀의 활동은 비밀로 유지되어 외부에 알려지지 않았기 때문에 세계 최초의 컴퓨터라는 명예는 애니액(ENIAC)에게 양보되었습니다.
하지만 1975년에 영국 정부가 암호해독팀의 활약을 공식적으로 밝혀줌으로써 콜로서스가 실제로 최초의 컴퓨터였음이 인정되었습니다. 이로써 콜로서스는 전자계산기의 시초로서의 역할을 잘했다고 평가받게 되었습니다.
전자계산기 – 애니악(ENIAC)
전자계산기 중 하나인 애니액(ENIAC)은 1946년에 펜실베니아대학의 모클리(Mauchly)와 에커트(Eckert)에 의해 미군 탄도연구소의 의뢰로 개발되었습니다. 애니액은 당시에는 인텔의 80286 CPU 정도의 성능을 가지고 있었으며, 7백자리까지의 수를 몇 초 안에 계산할 수 있었습니다.
하지만 애니액은 몇 가지 문제점을 가지고 있었습니다. 먼저, 입출력이 자유롭지 못했습니다. 데이터의 입력과 출력에는 많은 수동 작업이 필요했고, 이는 작업의 효율성을 저하시키는 요소가 되었습니다. 또한, 애니액은 프로그램을 내장하는 방식으로 동작했기 때문에 유연한 프로그래밍이 어려웠습니다. 이는 후에 폰 노이만 방식의 컴퓨터 개발로 이어지는 중요한 이슈 중 하나였습니다.
애드백(EDVAC)
애니액 이후의 진공관 컴퓨터 중 하나로 애드백(EDVAC)이 있습니다. 애드백은 1945년에 개발되었으며, 애니액과는 다른 몇 가지 측면에서 차이를 보였습니다.
애드백은 명령어의 내부 기억장치가 디지털 형태였고, 2진수를 사용하여 정보를 처리하는 것이 특징이었습니다. 이는 애니액과 비교했을 때 중요한 발전으로 볼 수 있었습니다. 또한, 애드백은 프로그램을 저장하고 실행할 수 있는 내부 저장장치를 가지고 있었습니다. 이는 이후 컴퓨터의 기본 개념 중 하나인 폰 노이만 아키텍처에 기반을 두고 있습니다.
애드백은 컴퓨터의 발전을 이끄는 중요한 단계였으며, 이후의 컴퓨터 개발에 영향을 주었습니다. 애니액과 비교했을 때 애드백은 더 유연하고 성능이 향상된 구조를 가지고 있었습니다.
애드색 (EDSAC)
애드색(EDSAC)은 폰 노이만(John von Neumann)이 제안한 프로그램 내장 방식을 적용한 컴퓨터입니다. 애드색은 1949년에 개발되었으며, 기억장치에 계산 순서를 미리 저장해두고, 실행시에는 그 기억을 순차적으로 끄집어내어 지시대로 연산을 수행하는 방식을 사용했습니다.
애드색은 폰 노이만 아키텍처를 기반으로 하였습니다. 이 아키텍처는 명령어와 데이터가 동일한 메모리에 저장되어 프로그램이 메모리에서 읽혀져 실행되는 구조를 가지고 있습니다. 이를 통해 프로그램을 저장하고 실행하는 과정이 효율적이 되었으며, 유연한 프로그래밍이 가능해졌습니다.
애드색은 프로그램 내장 방식의 적용으로 컴퓨터의 성능과 확장성을 향상시켰습니다. 이후의 컴퓨터 개발에 큰 영향을 주었으며, 폰 노이만 아키텍처는 현대 컴퓨터의 기본 구조로 널리 사용되고 있습니다.
유니백 I(UNIVAC I)
유니백 I(UNIVAC I)는 최초의 상용용 컴퓨터로 알려져 있습니다. 유니백은 1951년에 개발되었으며, 기존의 전자계산기와는 달리 데이터를 저장하고 처리하기 위한 내부 저장장치를 갖추고 있었습니다.
유니백의 개발 이후, 초보적인 컴퓨터 언어의 개발이 진행되었습니다. 이는 생산성 향상을 위한 최초의 시도였으며, 컴퓨터 프로그래밍을 더욱 간편하고 효율적으로 할 수 있게 했습니다. 이러한 언어의 개발은 컴퓨터 사용의 보편화를 이끌었으며, 이후 컴퓨터 기술의 발전과 함께 다양한 프로그래밍 언어가 등장하게 되었습니다.
유니백 I의 상용화는 컴퓨터의 역사에서 중요한 이정표였으며, 이후의 컴퓨터 개발과 컴퓨터 산업의 성장에 큰 영향을 미쳤습니다.
제2세대 컴퓨터
제2세대 컴퓨터는 트랜지스터를 사용한 시기로, 1959년부터 1965년까지 지속되었습니다. 트랜지스터는 진공관에 비해 크기를 1/200로 축소시키고, 작고 빠른 속도를 갖추며 전력 소모가 적은 장점이 있었습니다. 또한, 여러 개의 트랜지스터를 하나의 패키지로 만들 수 있어 정보 전송과 처리에 용이하며, 신뢰성도 높았습니다. 열도 진공관을 사용할 때보다 적게 발생했습니다.
제3세대 컴퓨터는
제3세대 컴퓨터는 집적회로(IC) 컴퓨터로서 알려져 있습니다. 집적회로는 실리콘이나 게르마늄에 얇은 막을 입힌 칩으로 생산되며, 작고 고밀도로 수많은 회로를 집적시킬 수 있었습니다. 1959년, 텍사스 인스트루먼트(TI)의 잭 킬비와 페어차일드 반도체회사의 로버트 노이스가 각각 집적회로 개발에 성공하였습니다.
제4세대 컴퓨터
제4세대 컴퓨터는 대규모 집적회로(LSI) 및 매우 대규모 집적회로(VLSI)의 등장과 마이크로 프로세서의 보급을 특징으로 합니다. LSI와 VLSI는 한 조각의 실리콘에 수많은 회로를 집적시킬 수 있게 되었습니다. 이로 인해 프로세서의 가격이 하락하고, 가정에서도 컴퓨터를 보급할 수 있게 되었습니다.
제5세대 컴퓨터
제5세대 컴퓨터는 현재 진행 중인 단계로, 사고, 학습, 추론 등 인간만의 독점적인 영역을 수행할 수 있는 컴퓨터를 의미합니다. 대용량 주기억장치와 빠른 처리속도가 필요하며, 음성 인식 및 자연어 처리 기술도 발전할 것으로 예상됩니다. 이를 통해 사람과 컴퓨터 간의 직접적인 대화가 가능해지게 될 것입니다.