컴퓨터의 시초라고 불리는 주판부터 시작해서 현대의 컴퓨터까지 컴퓨터의 기원과 발전과정을 담고 있는 컴퓨터의 역사를 살펴보려한다.
개요
현재 우리는 컴퓨터 없이는 단 하루도 살 수 없는 세상에 살고 있다. 문서 편집과 같은 일부터 시작해, 검색, 동영상 시청, 게임과 같은 여가 활동까지 컴퓨터가 일상생활에서 차지하는 비중은 어마어마하다. 지금까지 인류가 발명한 도구는 정말 다양하지만 그 중 컴퓨터는 매우 독특한 능력을 지닌 도구다. 일찍이 다른 도구에는 없던 기능이다. 그렇다면 컴퓨터는 어떻게 탄생하게 됐을까?
컴퓨터의 탄생부터 발전 과정을 보기 앞서 최초의 컴퓨터가 무엇인지에 대한 명확한 답변을 내리기 힘든 것 같다. 이는 컴퓨터를 어떻게 정의하느냐에 따라 다르며 사람마다 각각 의견도 다르기 때문이다. 그렇기에 컴퓨터의 개념과 정의를 좀 폭넓게 보려고 한다. 대략적으로 흔히 말하는 컴퓨터의 발전 양상은 다음과 같다.
최초의 계산 장치 : 컴퓨터의 시초, 주판
컴퓨터는 ‘계산하다’는 의미의 라틴어에서 유래되었기 때문에 순우리말 표현으로 ‘셈틀’이라고 한다.
계산을 하는 도구로서 가장 간단한 것은 주판이며, 매우 역사가 오래되었다. 기원전 약 3000년 전 고대 메소포타미아 인들이 가장 먼저 사용했다고 추정하지만, 기원전 26세기경 중국에서 시작되었다고 주장하는 사람도 있다. 한국에는 1400년 경 전래되었다고 하며 전기와 디지털과는 거리가 매우 멀다. 그리고 그 뒤로는 16세기에 이르기까지 특별히 알려진 계산 도구는 없다.
16세기 : 네피어의 막대
로그의 개념을 창안한 존 네피어가 만든 로그 연산이 가능한 계산 도구이다. 곱셈을 덧셈으로 만들어주는 계산 막대라서 덧셈, 뺄셈만 되는 것이 아닌 곱셈, 나눗셈도 가능하다고 한다.
17세기 : 파스칼의 계산기(파스칼린)
시간이 조금 흘러, 1642년 프랑스의 수학자, 철학자이자 동시에 물리학자, 발명가였던 B. 파스칼이 톱니바퀴를 이용한 수동계산기를 고안하였다. 이 최초의 기계식 수동계산기는 기어로 연결된 바퀴 판들로 덧셈과 뺄셈을 했다. 파스칼의 계산기는 전자식은 아니지만 세계 최초의 (디지털) 계산기라고 할 수 있다.
비슷한 시기인 1632년에 잉글랜드에서 ‘슬라이드 룰’이라는 나눗셈, 제곱근, 삼각함수 연산이 가능한 계산도구도 있다고 한다.
17세기 : 라이프니츠의 계산기
1671년 무렵 독일의 G. W. 라이프니츠가 파스칼 계산기를 개량하여 곱셈과 나눗셈도 가능한 계산기를 발명하였다. 또 라이프니츠는 십진법보다 기계장치에 더 적합한 진법을 연구해서, 17세기 후반에 이진법을 창안했다.
19세기 : 배비지의 차분기관과 해석기관
“컴퓨터의 아버지”라고 불리는 영국의 수학자이자 철학자, 발명가인 찰스 배비지는 처음으로 자동계산기에 대한 견해를 발표하였다. 그는 1823년 다항함수를 계산하여 종이에 표로 인쇄하는 특수 목적용 기계식 계산기인 차분기관(difference engine)을 고안하였다.
또한 1830년대에는 설계를 더 일반화시켜서 범용적인 계산을 가능하게 하며 방정식을 순차적으로 풀 수 있도록 고안된 범용 기계식 계산기인 해석기관(analytical engine)을 발명하였다.
이 자동 계산기는 1) 수를 저장하는 장치(저장), 2) 저장된 수치 간의 계산을 하는 장치(연산), 3) 기계의 동작을 제어하는 장치(제어), 4) 입력, 5) 출력 장치로 이루어져 현대의 컴퓨터와 동일한 기본요소와 기능을 지닌 기구였다. (이 다섯 가지 기능은 현대 컴퓨터의 모델이 되는 5대 기능들이다.) 그러나 당시 기계부품 제작 기술과 예산의 한계로 인해 실물을 제작하지는 못했다.
19세기 : 홀러리스의 천공 카드
1889년 종이 카드에 구멍을 뚫어 자료를 저장 및 처리하는 천동카드 시스템을 개발하였다. 이후 천공 카드와 함께 구멍을 뚫어 표시한 천공 카드를 읽어 통계를 낼 수 있는 장치인 태뷸레이터라는 기계를 만들었다. 인구 조사에 활용되어 처리 속도를 많이 향상시켰다고 한다.
20세기 : 앨런 튜링의 튜링 머신
1936년 수학자이자 암호학자 앨런 튜링에 의해 고안된 기계이다. 테이프에 부호를 기록해 프로그램처럼 사용하는 계산 도구이며, 앨런 튜링이라는 사람은 영화 ‘이미테이션 게임’을 보면 더 잘 와 닿을 것이다. 영화에서 보면 튜링 봄브라는 장치를 만들어 에니그마를 해독한 대단한 사람이다.
전자식 컴퓨터의 태동
현대적인 의미를 가지는 컴퓨터는 제 2차 세계대전 직전과 대전 기간 중에 급격히 발전하였다. 이 시기에 전자회로가 기계식 연산장치를 대체하고 디지털 회로가 아날로그 회로를 대체하는 변화가 있었다.
에니악의 등장
1946년 미국 펜실베이니아 대학 에커트와 J.W.모클리는 에니악(ENIAC：Electronic Numerical Integrator And Computer)이라는 탄도 계산을 목적으로 개발된 세계 최초의 전자식 다용도 디지털 컴퓨터를 개발했다. 에니악은 18,000여 개의 진공관(최초)과 1,500개의 계전기를 사용하였고, 폭 1M, 높이와 길이 각각 2.5M, 중량 30톤이나 되는 거대한 기계였다. 또한 10진수를 사용했다. 150kw의 전력을 소비하였고, 프로그램을 배선판에 일일이 배선하는 외부 프로그램 방식이었으므로, 에니악에서는 작업에 따라 배선판을 교체해야만 하였다.
폰 노이만의 프로그램 내장방식
이런 에니악의 단점을 보완하기 위해 1945년 현대 컴퓨터 구조(입출력 장치, 제어 장치, 산술 논리 장치, 메모리)를 정의한 수학자이자 이론물리학자인 존 폰 노이만이 기억장치에 컴퓨터의 명령이나 데이터를 모두 기억시키는 프로그램 내장방식(현대에 있는 거의 모든 컴퓨터를 설계하는데 기본이 되고 있는 설계도)을 제안하였다. 덕분에 어떤 작업을 할 때마다 설치된 스위치를 다시 세팅해야만 하는 정말 번거롭고 수고로운 작업을 할 필요가 없어졌다. 예를 들어, 컴퓨터를 킬 때마다 매번 Window를 깔아야한다고 볼 수도 있겠다.
여러 다용도 디지털 컴퓨터 : 에드삭, 에드박, 유니박
1949년 영국 케임브리지대학에서 세계 최초로 폰 노이만의 프로그램 내장방식(소프트웨어 개념)을 채택하여 에드삭(EDSAC)을 개발하였다.
미국에서는 1950년 폰 노이만 본인이 제안한 2진수를 최초로 사용한 전자식 프로그램 내장방식인 에드박(EDVAC)을 만들었다. 마지막 진공관 세대의 컴퓨터라고 한다.
또한 1951년에는 에니악 개발자인 에커트와 J.W.모클리가 유니박(UNIVAC)을 만들어 상품화하는 데 성공하였는데, 따라서 유니박의 의미는 최초의 상업용 컴퓨터라는 것이다. 입출력, 연산을 동시에 할 수 있고 자기테이프 시스템을 사용한다. 최초로 트랜지스터를 사용하여 만들었다고 한다.
결과
컴퓨터의 크기는 반도체 기술과 전자기술의 발달로 점점 작아지고 연산속도도 피코초(ps) 단위로 빨라졌으며, 이용범위도 확대되어 가정은 물론 산업사회의 여러 분야에서 다양하게 이용되고 있다. 컴퓨터는 제1세대인 진공관, 제2세대인 트랜지스터, 제3세대인 IC, 제4세대인 LSI, 제5세대인 초LSI와 같이 대략 10년마다 집적도를 높여 고속화, 대용량화하였고, 슈퍼컴퓨터까지 출현하였다.
참고자료
