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컴퓨터
컴퓨터(computer)란 전자적 방법으로 정보를 처리하는 기계를 말한다. 좁은 의미로는 개인용 컴퓨터(PC), 서버컴퓨터, 노트북 등을 말하고, 넓은 의미로는 스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 컴퓨터 등을 모두 포함하는 말이다. 초고속 대용량 연산 처리가 가능한 슈퍼컴퓨터가 있다. 기존의 전자 컴퓨터보다 수백만 배 이상 빠른 양자컴퓨터가 등장하였다.
개요
각종 정보를 저장, 처리하고, 수학적 계산을 하는 도구다. 현재 우리가 알고 있는 컴퓨터는 전자회로를 이용해 프로그램과 정보를 전자적 형태로 저장하고, 빠르게 계산하고, 입력된 데이터를 정해진 프로그래밍에 따라 처리하는 전자기기이다. 계산하다라는 뜻을 가진 라틴어 ‘컴푸타레(computare)’에서 기원한 것으로, 폭넓게 보면 전자회로의 유무와는 상관없이, 계산을 할 수 있는 기기 전반을 가리킨다. 초기의 컴퓨터는 주산, 기계식 계산기로도 볼 수 있다.[1] 수식이나 논리적 언어로 표현된 일련의 산술 연산이나 논리 연산을 자동으로 수행하도록 지시하거나 입력된 데이터를 가공하고, 처리된 데이터를 유용한 정보로 출력한다. 컴퓨터에 대한 정의는 가리키는 범위가 너무 넓어 쉽게 설명하기가 어렵다.[2] 1940년대 이후부터는 거의 대부분의 컴퓨터가 폰 노이만의 ‘폰 노이만 구조’를 기반으로 설계된다.
역사
어원
컴퓨터의 어원인 라틴어 콤푸타레는 함께라는 의미의 ‘콤(com)’, 생각하다라는 의미의 ‘푸투스(putus)’의 합성어로, 생각을 정리하며 수식을 따라 계산하는 것을 의미한다. 과거에는 기계적인 도움의 유무와 관계없이, 수학 계산을 수행하는 사람을 가리키는 말로 사용했고, 현재에는 전자적 기계를 의미하는 경우가 훨씬 많지만, 수학을 계산하는 사람으로 사용되기도 한다. 1897년에 처음으로 기계적 계산을 수행하는 기계를 일컫는 말로 사용되었다.[2]
기계식 계산기
인류 역사상 최초의 계산기인 주판은 기원전 2400년경에 바빌로니아에서 개발된 이후, 기원전 2000년경 중국에서 개량을 거쳐 거의 2000년 이상 쓰였다. 하지만 주판은 사용방법을 익히는데 시간이 걸리고, 계산 과정에 상당한 부분을 사람의 머리에 의존했다. 자동으로 계산할 수 있는 최초의 계산도구는 17세기부터 본격적으로 개발되기 시작했다. 기계식 계산기는 톱니나 피스톤과 같은 기계 부품으로 구성된 것으로, 이를 사람이나 태엽의 힘으로 돌리면서 계산할 수 있었다. 그러나 물리적으로 맞물린 기계 부품으로 구성된 탓에 구조가 복잡한데다, 고장이 잦아 관리가 어려웠다. 복잡한 계산을 할수록 뻑뻑해져 구동이 잘 되지 않는다는 단점도 있었다.
전자식 계산기
이러한 단점을 극복하기 위해 19세기부터 전자식 계산기, 즉 근대적 의미의 컴퓨터가 고안되기 시작했다. 1822년 영국의 찰스 배비지(Charles Babbage)가 기계식 디지털 계산기인 ‘차분기관(difference engine)’을 발표했다. 차분 기관은 기존의 기계식과 달리 로그 함수와 삼각 함수의 계산이 가능했고, 핸들을 돌려 작동하기는 했지만, 천공 카드를 이용해 디지털 데이터를 기록할 수 있다는 점에서 오늘날의 컴퓨터와 유사한 점이 있다. 1904년에 영국의 존 플레밍(John Ambrose Fleming)이 진공 상태에서 전자의 흐름을 조절해 신호의 변경과 증폭을 가능하게 하는 ‘진공관’을 개발했고, 1936년 영국의 앨런 튜링(Alan Turing)이 입력과 연산, 그리고 출력과 기억을 연속적으로 할 수 있는 ‘튜링 기계’의 개념을 정의한 논문을 발표했다. 진공관의 개발과 튜링 기계의 발표로, 근대적 컴퓨터의 핵심 부품과 기본 동작원리가 확립되었다.[1]
1939년, 미국 아이오와 주립대학의 존 아타나소프(John Vincent Atanasoff)와 그의 조수였던 클리포트 베리(Clifford Berry)가 ‘아타나소프 베리 컴퓨터’(Atanasoff-Berry Computer)라는 세계 최초의 완전한 전자식 컴퓨터를 발표했다. 약자를 따 ‘ABC’로 더 많이 불렸던 이 컴퓨터는 1939년 시험 모델 제작을 통해 최초 가동 실험을 했고, 1942년에 완성품이 발표되었다. 280개의 진공관가 1.6km 이상의 케이블로 구성되었고, 무게는 320kg 정도로, 디지털 방식의 데이터를 사용하며, 기계적인 장치 없이 완전한 전자식으로 연산이 가능했지만, 실험적인 의미가 강했기 때문에 실용성은 거의 없었다. 1944년, 영국에서 튜링이 고안한 것을 바탕으로 체신청의 기술자인 토미 플라워스(Tommy Flowers)가 설계한 ‘콜로서스(Colossus)’라는 전자식 컴퓨터가 개발되었다. 콜로서스는 군사용으로 쓰였기 때문에 당시에는 존재 자체가 극비로, 외부에는 거의 알려지지 않았다. 2차 세계대전 중 독일군의 암호를 해독하는 작업에 주로 쓰였고, 많은 성과를 올렸다고 한다. 콜로서스를 세계 최초의 ‘실용화된’ 컴퓨터로 분류하기도 한다.[3]
최초의 컴퓨터
1964년 2월, 최초의 전자식 진공관 컴퓨터 에니악(ENIAC: Electronic Numerical Integrator and Calculator)이 탄생했다. 미국 펜실베이니아 대학의 존 에커트(John Presper Eckert)와 존 모클리(John William Mauchly)가 미국 탄도연구소의 의뢰로 3년간의 연구 끝에 선보인 에니악은 일반인이 손으로 계산하는 것보다 20만 배나 빠른 초당 5000번의 연산을 할 수 있었다. 이전의 전기식 계산기인 ‘MARK 1’이 초당 3번의 연산을 할 수 있었던 것에 비하면 엄청나게 빨라졌다는 사실을 알 수 있다. 17,000개 이상의 진공관가 7만개 이상의 저항기로 구성된 에니악은 총 무게가 약 30톤에 달할 정도로 거대했고, 150KW의 소비전력으로 한번 가동하면 필라델피아 시내의 전등이 모두 깜빡거릴 정도였다고 한다. 지금의 컴퓨터와는 달리 입력장치와 기억장치가 없었고, 배전반을 연결하여 연산했기 때문에, 한 연산을 마치고 다른 연산을 시작하기 위해선 배선을 바꿔야하는 번거로움이 있었다. 에니악은 미국 탄도연구소에 설치된 후 군사 프로젝트 개발을 위한 연산에 활용되었고, 2차 대전 후에는 일기예보등에 활용되었다. 현재는 워싱턴의 스미스소니언 박물관에 보존되어있다. 한 때 세계 최초의 컴퓨터로 알려지기도 했지만, 법정 공방의 끝에 에니악이 아닌 ABC가 세계 최초의 컴퓨터로 인정받게 되었다.[4]
근대 컴퓨터
애니악이 사용되던 시대의 컴퓨터는 새로운 작업을 할 때마다 회로와 기억장치를 바꿔끼워야 하는 불편함이 있었다. 이러한 단점에 대응하여, 1945년 헝가리 출신의 미국 수학자 존 폰 노이만(John von Neumann)이 컴퓨터 내부의 기억장치에 소프트웨어 방식의 프로그램을 내장하여, 소프트웨어만 바꾸면 여러 가지 작업에 대응할 수 있도록 하는 프로그램 내장 방식 컴퓨터의 개념을 발표했다. 이를 바탕으로 1949년 처음으로 폰 노이만 구조를 실용화한 컴퓨터인 ‘에드삭(EDSAC: Electronic Delay Automatic Calculator)’이 등장했고, 몇 개월 후 에드삭의개량형인 ‘에드박(EDVAC: Electronic Discrete Variable Automatic Computer)’도 발표되었다.[1]
상용 컴퓨터
앞의 과정들을 통해 실용적인 컴퓨터의 기본 개념은 거의 확립되었다. 이것을 바탕으로 1950년대부터 컴퓨터의 상용화가 시작되었다. 최초의 상용컴퓨터는 1950년 완성되어 이듬해부터 출시를 시작한 레밍턴 랜드사의 ‘유니박(UNIBAC: Universal Automatic Computer)’로, 유니박 1은 대당 16만 달러에 판매되었다. 유니박 이후에도 여러 가지 상용 컴퓨터가 출시되었지만, 높은 가격과 큰 덩치로 인해 대부분 정부기관이나 기업에서만 사용되었다. 1977년, 미국의 애플사에서 애플2라는 소형 컴퓨터가 출시되면서 컴퓨터의 대중화가 시작되었다. 크기가 작고 사용법도 간편했으며, 1,300달러 정도로 비교적 저렴한 가격으로 대중들 사이에서 인기를 끌었다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 개인용 컴퓨터(PC)의 규격은 1981년, 미국의 IBM사에서 출시한 ‘IBM 퍼스널 컴퓨터 5150’으로부터 시작되었다. 비교적 값이 싸고 쉽게 구할 수 있는 부품들로 구성되었고, 내부 구조를 완전히 공개하여, 다른 회사나 개인이 직접 IBM 개인용 컴퓨터와 호환되는 기종을 만들 수 있었다. 이후 대부분의 개인용 컴퓨터의 기본적인 아키텍처는 IBM 개인용 컴퓨터의 호환 규격을 따르고 있다.[1]
각주
참고자료
- 〈컴퓨터〉, 《네이버 지식백과》
- 〈컴퓨터〉, 《위키백과》
- 김영우 기자, 〈인류의 삶을 바꾼 위대한 기계 – 컴퓨터(Computer)〉, 《아이티동아》, 2011-09-30
- 〈그때 그 발견! 인류 최초의 컴퓨터 에니악〉, 《삼성반도체이야기》, 2017-02-17
같이 보기
