운영체제와 정보기술의 원리 책의 내용을 정리한 글입니다.
1. 컴퓨터의 선사시대
1) 이론적인 컴퓨터의 역사
- 튜링 머신의 정지문제
출처 : 김필산의 사이언스 비치
주어진 튜링머신과 주어진 입력데이터를 가지고 튜링머신을 동작시킨 결과, 과연 튜링머신이 처리를 마친 후 정지할 것인지, 아니면 정지하지 않고 끝없이 동작하는 무한루프에 빠질 것인지를 알 수 있는 가 하는 문제
결론 : (현대의 최첨단 컴퓨터에 의해서도) 알 수 없다!
이러한 결과는, 컴퓨터로 풀리지 않는 문제 영역이 존재함을 의미한다.
2) 기계식 컴퓨터의 역사
- 찰스 배비지의 '해석 기관(analytic engine)'
- (천공 카드를 통해) 프로그램이 가능한 최초의 기계식 컴퓨터
- 입력장치, 출력장치, 처리장치, 저장장치를 포함하고 있음
3) 전자식 컴퓨터의 초기 역사
- 전자 장치에 의해 동작하는 본격적인 의미의 컴퓨터
- 콜로서스(군사용 암호 해독), ABC 컴퓨터, Mark I, ENIAC(탄도 거리 계산) 등의 시도가 있었음
- 현재 ENIAC은 최초의 현대적 컴퓨터로 인식되고 있음
2. 근대적 컴퓨터의 역사
하드웨어 기술의 발전을 토대로 하여 컴퓨터 세대를 4가지로 살펴보자
1 세대 : 진공관 기반
2 세대 : 트랜지스터 기반
3 세대 : 집적회로(Integration Circuit) 기반
4 세대 : 고밀도/초고밀도(LSI/VLSI) 집적회로
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1세대 : 진공관 기반
- 진공관은 전구 크기의 유리관으로 구성되며, 스위칭 회로를 내장하고 있다.
- 크기가 크고, 가격이 비싸 기상청, 은행, 정부 기관들만이 컴퓨터를 갖출 능력이 있었다.
- 짧은 수명으로 인한 신뢰성 문제 -
2 세대 : 트랜지스터 기반
-트랜지스터의 등장
벨 연구소에서, 소규모 반도체 격자 구조 사이에 가는 도체선을 접촉시켜줄 경우 전기 신호의 증폭 작용이 나타나는 것을 발견했고, 이를 트랜지스터 라 명명했다. (진공관과 같은 기능을 수행하지만, 진공관에 비해 규모는 매우 작음)
-소프트웨어의 발전
컴퓨터에서 프로그래밍 작업이 이전보다 수월하게 이루어질 수 있었다.
-프로그래밍 언어의 필요성 대두
어셈블리 언어, 포트란(고급언어) 등장 -> 이후, 기호 정보 처리를 위한 리습(Lisp)과 사무적 정보 처리를 위한 코볼(Cobol)도 등장
-운영체제 개발의 시작
컴퓨터의 기계적인 복잡성 증가로 컴퓨터 자체를 관리하는 것이 힘들어지면서, 이를 자동적으로 처리해줄 수 있는 방법이 필요하게 되었다.
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3 세대 : 집적회로(Integration Circuit) 기반
-집적회로의 등장
집적회로는 수백에서 수천 개에 이르는 트랜지스터를 단 한 개의 작은 실리콘 칩에 통합회로로 묶는 기술로, '신뢰성 향상'과 '크기 감소'와 같은 장점을 지님
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4 세대 : 고밀도/초고밀도(LSI/VLSI) 집적회로
-초고밀도 집적회로 기술로 제작된 마이크로프로세서의 등장
수십만 개의 반도체 소자를 작은 실리콘 칩에 내장하게 되었고, 이는 컴퓨터의 외형, 능력, 활용성면에서 급진적인 변화를 야기했다.
-개인용 컴퓨터 사용의 보편화
개인용 컴퓨터는 폭넓은 수요를 가지고 있어서 낮은 단가로도 충분한 수익성을 보장받을 수 있었고, 그 결과 개인용 컴퓨터의 가격은 점점 낮아지고 대중화될 수 있었다.
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1980s
: 객체지향 언어의 성공으로 신뢰성과 재사용성이 높은 소프트웨어의 개발이 가능해짐. 통신기술의 발전과 연계되어 클라이언트 서버 구조(C-S)의 처리방식이 성공을 이룸 -
1990s
: 인텔 펜티엄 프로세서, 윈도우 95 및 98, 윈도우 NT 운영체제,WWW(World Wide Web) 기술, 자바(java)의 출현
3. 현대의 컴퓨터
- 슈퍼컴퓨터와 메인프레임 컴퓨터
- 개인용 컴퓨터
- 휴대용 컴퓨터
- 임베디드 컴퓨터(내장형 컴퓨터)
- 슈퍼컴퓨터와 메인프레임 컴퓨터
- 마이크로프로세서가 등장하기 이전의 시대에는 대부분의 컴퓨터가 방하나 크기만한 메인프레임 컴퓨터였고, 오늘날에도 은행이나 항공사 같이 '대량의 데이터 처리'와 '신뢰성 있는 전산 작업'을 필요로 하는 경우 여전히 메인프레임 컴퓨터를 여전히 사용한다.
- 터미널(입출력 기능을 하는 키보드와 모니터를 통합한 장치)을 통해 접속
- 시분할 방식(time sharing)을 사용
시분할 방식이란? 컴퓨터 처리 능력을 짧은 시간 단위로 구분하고, 이를 여러 사용자에게 조금씩 분할해 서비스하는 방식 이 때, 각 사용자는 마치 자기 혼자 컴퓨터를 사용하는 것과 같은 느낌을 갖게된다.
기상 예측, 통신망 설계, 석유 탐사 등 메인프레임 컴퓨터로도 처리 능력이 부족한 응용분야의 경우 슈퍼컴퓨터(고성능 컴퓨터)를 사용한다.
최근에는 고성능 컴퓨터를 원격으로 사용하고 사용료를 지불하는 새로운 형태의 컴퓨팅 방식인 클라우드 컴퓨팅 이 각광받고 있다.
- 임베디드 컴퓨터(내장형 컴퓨터)
- 특수한 목적을 가지고 제작되어, 특정 기기 내부에 장착되는 형태의 컴퓨터
- 임베디드 컴퓨터는 자동차, 냉장고, 텔레비전, 로봇 제어 등에 폭넓게 사용됨
- 프로그램이 칩 내부에 구워져 있다. (용도의 특수성) 따라서, 임베디드 컴퓨터에서는 범용 컴퓨터와 같은 일반적인 방법으로는 새로운 프로그램을 탑재할 수 없다.
