1. 마이크로 프로세서(micro-processor)
마이크로프로세서(micro-processor)는 1개의 조그마한 IC 칩 속에 CPU의 모든 내용을 내장한 칩을 말한다.
이와 같이 CPU의 모든 내용이 하나의 칩 속에 내장됨으로써 가격이 훨씬 싸고, 부피가 줄어든다는 장점이 있다.
마이크로프로세서는 가격이 저렴하고 크기가 작아 이전에는 경제성이 없던 구조를 설계 할 수 있도록 해 주었고, 컴퓨터 설계 기법에 변혁을 가져왔다.
마이크로프로세서는 범용 컴퓨터의 CPU나 특수용 컴퓨터의 프로세서로뿐만 아니라, 교통 신호 제어, 개인 가정용 컴퓨터, 계측 제어기기, 사업용 업무 처리 등 다양한 방면에 응용되고 있다.
2. 컴퓨터의 발전과정
🖥️1세대
데이터의 저장과 처리에 "진공관(Vacuum Tube)"을 사용한 것이 특징이다.
주 기억장치에는 자기 드럼을 사용하고 보조기억 장치는 천공 카드, 종이테이프를 이용하였다.
프로그램은 기계어를 사용하여 작성하였다.
이 시기에는 소프트 웨어보다 하드웨어의 개발에 중점을 둔 시대로서
컴퓨터의 상품화와 실용화가 시작된 시기였으며 일괄처리 시스템에 중점을 두었다.
컴퓨터의 기억장치를 이루는 회로 소자로 진공관을 사용해 단점이 굉장히 많았다.
<단점>
1. 소모가 많다.
2. 열이 많이 난다.
3. 고장이 많다.
4. 넓은 공간이 필요하다.
5. 느리다.
6. 불안정하다.
7. 비싸다.
8. 프로그래밍하기가 어렵다.
- 대표적으로 에니악, 에드박, IBM 650, Burroughs220등이 있다.
🖥️2세대
기억장치는 트랜지스터와 다이오드 등 반도체 소자로 구성되었고, 주기억장치는 자기 코어로 구성되어 1세대에 비해 부피가 작아지고 열발생과 전력 소모가 감소하였으며, 접근시간이 현저하게 줄어 연산속도 또한 마이크로초로 향상되었다.
프로그램 언어는 COBOL, FORTRAN, ALGOL, LISP등 고급언어가 사용되었으며, 하드웨어에서 소프트웨어 중심으로 전환되었다.
- 대표적으로 IBM1401, 7070, 유니박 1107, CDC 3000 계열 등을 들 수 있다.
✔️트랜지스터(transistor)
저마늄, 규소 따위의 반도체를 이용하여 전자 신호 및 전력을 증폭하거나 스위칭 하는 데 사용되는 반도체 소자이다. 세 개 이상의 전극이 있다.
트랜지스터는 회로 소자에서 가장 핵심적인 부분이다!🤓
👉 전압의 제어를 받아 전류를 켜거나 끄는 스위치같은 장치!
🖥️3세대
1964년 4월에 트랜지스터들을 포함한 '집적 회로(Integrated Circuit:IC)'를 기억 장치 소자로 사용한 IBM사의 System 360기기부터 제 3세대 컴퓨터라 부르게 된다.
기억장치에 직접회로(IC)를 사용함으로써 컴퓨터는 소형화가 되었고, 반면 기억 용량은 커졌으며, 주기억장치는 직접회로와 RAM, ROM을 사용하게 되었다.
프로그램 언어는 LIPS, PASCAL, BASIC, PL/1이 사용되었으며,
다중 프로그래밍, 실시간 처리 시스템, 시분할 시스템 등의 운영 시스템이 도입되었다.
이러한 기능들은 인간과 기기간의 대화를 가능하게 하여 영상 표시 장치(CRT)등 단말기에 의한 자료 처리가 보편화 되었다.
- 대표적으로는 IBM S/360 계열, 유니박 1108, CDC 6000계열, Burroughs 5500, Honeywell 200계열 등이 있다.
✔️집적회로(마이크로 칩)
집적회로란 전기회로를 구성하는 트랜지스터, 다이오드, 저항, 콘덴서, 코일 등이 하나의 반도체 기판 위에 분리될 수 없는 상태로 부착된 전자소자 시스템이다.
집적회로에는 모든 소자가 판화에 선을 새겨 넣듯이 실리콘(규소)에 새겨져 있다. 실리콘이 이 소자들을 연결하는 전선을 대신하는 것이다.
✔️Logic gate(논리회로)
컴퓨터의 전자회로는 몇가지 기본 소자가 매우 많이 모여 만들어지는데, 논리 회로는
디지털 회로의 가장 중요한 기본적인 요소 부문이고 직접회로(IC)상에서 만들어 진다.
대부분 2개의 입력과 하나의 출력으로 되어있다.
회로가 처리하는 데이터에 따라 각 단자는 2진수로 0 혹은 1의 상태가 되며, 기본적인 논리회로에는 AND gate, OR gate, Exclusive OR gate, NOT gate, NAND gate, NOR gate, Exclusive NOR gate, 버퍼 gate등이 있다.
🖥️4세대
손톱 크기만한 칩에 수천 또는 수만 개의 전자회로 소자를 집적시킨 고밀도 집적회로(Large Scale Integration:LSI)를 사용하였다.
초기의 에니악에서 사용된 회로 소자가 18,000여 개였는데 그 후 VLSI칩 하나에 압축되었다.
기억장치 및 주기억장치는 고밀도 집적회로(LSI)를 사용함으로써 초고성능의 속도로 개인용 컴퓨터가 급속한 보급이 되었다.
가상 기억장치(Virtual Memory)및 슈퍼Computer가 개발되었고, 분산 처리 장치 및 네트워크가 발달되었다.
사용되는 언어는 C언어, ADA등 문제 중심 지향언어를 사용하였다.
마이크로 프로세스 개발로 가정에서는 물론, 기업체에서는 사무자동화, 공장에서는 공장자동화로 발전되었다.
🖥️5세대(오늘날)
기억장치 및 주기억장치는
초고밀도 집적 회로(Very Large Scale Integration:VLSI)를 사용하였다.
사용되는 언어는 Visual C++, Visual Basic, Java, Delphi 등 객체지향 언어를 사용하였다.
5세대는 인공지능을 갖추어 사람과 대화하고, 음성으로 명령을 내리는 등의 일을 처리할 수 있는 계기가 되었다.
5세대 시스템은 하드웨어 , 지식중심 언어, 인공지능 소프트웨어(AI), 코드화된 지식 베이스로 구성되며, 인터넷의 확산, 퍼지 이론, 전문가 시스템, 패턴인식, 의사결정 지원 시스템(DSS)으로 발전하는 중이다.
3. 무어의 법칙
하나의 칩에 탑재되는 반도체 집적회로의 성능이 2년마다 2배로 증가한다는 법칙이다.
무어의 법칙은 프로세서 칩에 작용한다.
조건
1. 반도체 메모리칩의 성능 즉, 메모리의 용량이나 CPU의 속도가 18개월에서 24개월마다 2배씩 향상된다는 '기술 개발 속도에 관한 법칙'이다.
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컴퓨팅 성능은 18개월마다 2배씩 향상된다.
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컴퓨터 가격은 18개월마다 반으로 떨어진다.
