정보시스템기술 복습 - 1 -
컴퓨터(Computer)의 정의
간단한 정의 로는 전자적으로 계산을 수행하는 장치
컴퓨터의 4가지 기능 : 처리(Process), 저장(Store), 입력(Input), 출력(Output)
상세 정의
➜ 원하는 결과를 얻기 위해 입력기능을 이용하여 데이터를 0과 1의 디지털로 변환, 처리 및 저장 기능을 이용하여 데이터를 처리 , 변환된 정보를 출력기능을 이용하여 적절한 출력장치로 출력할 수 있는 전자적 장치
즉, 외부 프로그램이나 데이터의 입력을 받아들여 내부 전자회로에서 자료를 계산하거나 처리해 정보를 저장하고, 결과를 출력하는 기계
컴퓨터 시스템이란?
➜ 컴퓨터의 기능을 수행하기위해 조직화된 요소들의 집합을 의미
일반적으로 컴퓨터 = 컴퓨터 시스템
컴퓨터의 구성요소
➜ 컴퓨터는 물리적인 하드웨어와 컴퓨터의 행동을 지시하는 프로그램인 소프트웨어로 구성
하드웨어
➜데이터의 입력, 처리, 출력을 제어하는데 사용되는 물리적인 기계장치
5가지 구성요소
➜ 중앙처리장치(CPU) : 연산장치와 제어장치로 구성
➜ 주기억장치, 보조기억장치
➜ 입력장치, 출력장치
소프트웨어
➜ 컴퓨터가 수행할 작업을 지시하는 전자적 명령어들의 집합
컴퓨터가 수행해야 할 일을 알려주는 자료이며, 주로 파일로 처리
일상에서 자주 볼 수 있는 입력장치
키오스트(Kiosk)
터치 패널 등이 달린 작은 설치형 디지털 단말기로 사용자가 메뉴를 고르고 결제를 하는 상호 작용 키오스크(Interactive Kiosk)로 많이 사용
은행의 ATM은 입력장치에서 중앙처리와 출력장치까지 탑재된 또 다른 컴퓨터 중 하나
POS(Point Of Sale)
다양한 매장에서 사용하는 결제 시스템이며, 버스나 택시에 구비된 T-Money용 장치도 이에 포함
CPU(Central Processing Unit)
➜ 마이크로프로세서(Micro Processor) 줄여서 프로세서라고도 부름
제어장치
➜ 자료와 명령어의 중앙처리장치로의 입출력을 제어
연산장치
산술 연산과 논리 연산을 수행하는 장치
주요 생산 회사
Intel, AMD
메인보드
중앙처리장치가 장착되는 부품이며, 마더보드(MotherBoard)라고도 부름
주기판 또는 모기판이라고도 하며, 중앙처리 장치 연결 소켓, 주기억장치 설치를 위한 메모리 슬롯, 다른 하드웨어 장치에 연결시키는 확장 슬롯(그래픽 카드, 사운드 카드, 네트워크 카드 및 ROM(Read Only Memory) 등
컴퓨터의 기본 성능을 규정(CPU의 종류, 기억장치 최대 용량, 확장 슬롯의 수량 등)
그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit)
1999년 엔비디아사에서 GPU라 지칭
고속의 병렬처리로 대량의 행렬과 벡터를 다루는데 뛰어난 성능을 발휘
디스플레이가 화려한 게임 분야, 이미지 처리 및 분석, 비트코인 채굴 등에 사용되며, 최근에는 빅데이터 처리, 인공지능의 심층신경망(딥러닝) 분야 등에 널리 활용
모바일AP
모바일 기기의 두뇌역할을 담당하는 반도체 칩
연산을 위한 CPU의 주된 기능 외에도 여러가지 시스템 장치와 인터페이스를 제어 가능
엄지손톱보다 작으며, 여러 기능의 반도체를 한개의 칩에 모아 만들어 시스템온칩(System On Chip) 이라고도 함
퀄컴의 스냅드래곤, 삼성의 엑시노스, 엔비디아의 테크라, 애플의 A 시리즈 등이 대표적
주기억장치 - 임의접근 메모리 RAM(Random Access Memory)
메모리의 임의의 위치에 데이터를 읽거나 쓸 수 있음을 의미
휘발성 메모리
듀얼 인라인 메모리 모듈(여러 개의 메모리 칩을 회로 기판 위에 탑재한 메모리 모듈)
보조기억장치
주기억장치에 비하여 속도는 느리지만 가격이 저렴하여, 더 넓은 공간을 이용 가능
➜ 주된 종류
USB 메모리
하드디스크 - USB메모리에 비하여 대용량의 자료 저장이 가능
SSD - 읽고 쓰는 속도가 빠르며, 전력 사용량이 적고 충격에 강하며 발열과 소음도 적음
SSD에 운영체제와 자주 사용하는 프로그램을 설치
HDD에는 영화나 음악같은 대용량의 자료를 저장하여 함께 사용
클라우드
출력장치의 종류
디스플레이
LCD(Liquid Crystal Display) - 액정 디스플레이, 액정에 정해진 전압을 가하면 결정 방향이 일정하게 줄을지어 빛의 반사의 변화로 문자나 그림을 표현하는 디스플레이 장치
LED(Light Emitting Diode)
고해상도 모니터(UHD : Ultra High Definition) - 화소(pixel) 수가 3840 * 2160 / Full HD 모니터의 1920 * 1080보다 4배 높은 수치여서 4K UHD라고 부름
그 외에도 프린터, 플로터 등이 있다
3D 프린터 - 3D시스템즈사에서 3차원 모형을 만드는 기술을 발명 , 초기에는 빠른 모형 제작 RP(Rapid Prototyping)에 사용
홀로그램 , 홀로렌즈 등
소프트웨어 분류
시스템 소프트웨어
컴퓨터가 잘 작동하도록 도와주는 기본 소프트웨어 / 운영체제, 유틸리티 등
응용 소프트웨어
사무용 소프트웨어 , 프로그램 개발도구, 데이터베이스 등
운영체제
하드웨어와 응용 프로그램 간의 인터페이스 역할 - CPU, 주기억장치, 입출력장치 등의 컴퓨터 자원 관리
인간과 컴퓨터간의 상호작용을 위한 인터페이스를 제공
컴퓨터의 동작을 구동(Booting) , 입출력 연산을 제어, 프로그램의 실행을 제어, 데이터와 파일의 저장을 관리
유닉스, 리눅스, 윈도우즈, 맥 , 안드로이드, IOS 등
컴퓨터의 역사
주판(abacus)
파스칼의 세계 최초 전자식 계산기
찰스 배비지의 분석엔진
어거스타 에이다 - 배비지의 분석엔진에 계산과정을 기술하는 프로그램을 만듬
오늘날 일반적으로 사용하는 컴퓨터의 시조가 되는데 공헌
현대 컴퓨터 프로그래밍 역사의 기원
새로 개발한 프로그래밍 언어를 그녀의 이름을 따서 ADA 에이다 라고 명명
홀러리스의 천공카드 기계 - 자료를 카드의 천공상태로 표현하여 구멍의 유무를 전기적인 신호로 검출하여 사용
일괄처리의 효시 / 현재의 IBM으로 발전
수학자 튜링의 튜링 기계 이론 발표 - 컴퓨터의 실행과 저장에 관한 추상적인 모델
헝가리인 폰노이만 - 프로그램 내장방식 개념을 제시
영국의 캠브리지 대학에서 개발한 에드삭 EDSAC - '프로그램 내장방식'을 최초로 적용한 컴퓨터
1942년 ABC 컴퓨터 개발 - 최초의 자동 전자식 디지털 컴퓨터
1944년 하바드 마크 1 개발 - 최초의 전기 기계식 자동 계산기
튜링기계 - 현대 컴퓨터의 모델을 제시
1세대 컴퓨터
1946년 에니악 개발 - 진공관을 이용한 최초의 전자식 컴퓨터
1949년 에드삭 개발 - 최초의 프로그램 내장방식 컴퓨터
1950년 에드박 개발 - 이진수 사용 컴퓨터
새로운 일을 할 때 마다 사람이 수천개의 스위치를 다시 설정해야한다는 에니악의 문제 / 폰 노이만의 프로그램 내장 방식으로 해결 / 현대식 논리구조를 확립 / 프로그램과 자료를 모두 기억장치에 집어넣고 프로그램과 자료를 차례로 불러 해독한 후 처리 / 이를 적용한 최초의 컴퓨터가 에드박
1951년 유니박 개발 - 최초의 상업용 컴퓨터
2세대 컴퓨터
트랜지스터의 이용으로 컴퓨터의 크기가 백분의 일로 작아짐
주기억 장치에는 자기 코어를, 보조기억장치에는 자기 디스크를 이용
운영체제와 고급 프로그래밍 언어의 등장
고급수준의 프로그래밍 언어도 개발
1957년 포트란(FORTRAN) : 과학기술 분야용 프로그래밍 언어
1959년 코볼 (COBOL) : 사무처리용 프로그래밍 언어
3세대 컴퓨터
집적회로의 개발과 메인프레임의 발전
1964년부터 1970년까지 컴퓨터는 더욱 소형화
1964년 최초의 메인프레임 IBM S/360 개발
소프트웨어의 발전
1965년 시분할 운영체제 개발 시작
터미널을 이용하여 메인프레임을 여러 사용자가 이용 / 현재의 네트워크의 효시
4세대 컴퓨터
고밀도 집적회로와 초고밀도 집적회로의 사용
마이크로 컴퓨터의 등장
1971년 인텔사에서 Intel 4004 CPU 개발 / 컴퓨터의 크기와 성능 면에서 급속한 발전을 가져옴
1975년 빌 게이츠와 폴 알렌에 의해 마이크로소프트사가 설립
5세대 컴퓨터
인공지능과 양자 컴퓨터
인공지능 AI(Artificial Intelligence), 병렬처리(Parallel Processing) 분야, 신경망(Neural Network)
양자 컴퓨터
중첩과 얽힘 등 양자 물리학의 원리를 이용
양자 비트(quantum bit)인 큐비트(qubits)를 이용
0,1 그리고 0과 1의 조합을 동시에 나타내고 저장
00-01-10-11을 동시에 가짐
슈퍼 컴퓨터
수천개 이상의 중앙처리장치를 서로 연결
대규모의 벡터 계산과 행렬 계산을 고속으로 병렬 처리하는 슈퍼컴퓨터가 주류
메인프레임
다수의 사용자가 함께 쓸 수 있는 대형 컴퓨터
기억용량이 크고 많은 입출력 장치를 신속히 제어
다량의 단말기를 연결해 사용하는 방식으로 대기업이나 은행의 업무처리, 대학교나 연구소 등의 실습실이나 연구실
미니컴퓨터
성능과 크기면에서 메인프레임과 마이크로컴퓨터 사이의 컴퓨터
현재는 메인프레임과 미니 컴퓨터의 구분이 모호
가격 면에서 메인프레임보다 저렴한 중형 컴퓨터
개발 실험용 컴퓨터
라즈베리 파이,아두이노 보드 등
센서 입력장치
빛, 전기 , 자기, 열, 역학에 관련된 물리량을 측정하는 물리센서와 기체 및 액체 상태의 화학 성분의 양을 측정하는 화학센서로 나누어짐
센서가 많이 활용되는 자동차의 경우 약 200~300개가 사용됨