컴퓨터를 분류해보자.

피우리·2022년 11월 24일
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Computer Science [기초]

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1. 세대별 컴퓨터 소자

세대회로 소자특징
1세대진공관(Tube)하드웨어 중심, 일괄처리방식, 발열, 잦은 고장, 전력소모 많음, 기계어 사용
2세대트랜지스터(TR)크기 및 발열 개선, 운영체제 등장(IBM 주도), 실시간 처리, 고수준프로그래밍 언어 개발
3세대직접회로 (IC)시분할 처리, 운영체제 본격적 개발, CPU 소형화, 기억용량 커짐, 다중 프로그래밍 실현
4세대고밀도 직접회로 (LSI)분산 처리, 개인용 컴퓨터 개발, 컴퓨터 소형화, 마이크로 프로세서 개발
5세대초고밀도 직접회로 (VLSI)인공지능, 퍼지컴퓨터, 패턴인식

개념 정리

  • 일괄처리 시스템 (Single-stream batch processing system)
    일정량 또는 일정 기간동안 데이터를 모아 한꺼번에 처리하는 방식으로 반환 시간이 늦지만 하나를 처리할 때 모든 자원을 독점하므로 CPU의 유휴시간이 줄어든다. 일괄처리를 위한 적절한 작업 언어를 제공해야하며 컴퓨터 시스템의 효율적인 사용으로 급여 계산, 연말 결산 등의 업무에 사용되었다.

  • 실시간 처리 시스템 (Real-time system)
    데이터 발생 즉시 또는 데이터 처리 요구가 있는 즉시 처리하여 결과를 산출하는 방식으로 처리 시간과 비용 모두 절감된다. 우주선 운행, 교통 제어 등 시간을 두고 처리해야하는 작업에 주로 사용된다.

  • 다중 프로그래밍 시스템 (Multi-Programming System)
    메모리에 여러개의 프로그램을 상주시켜 하나의 CPU로 동시에 처리하는 방식으로 하나의 프로그램이 CPU의 특정 기능을 사용하지 않을 때, 타 프로그램에 해당 기능을 할당하는 방식이다. CPU 스케줄링 기법이 필요하며 운영체제의 구조가 복잡하다.

  • 다중 처리 시스템 (Multi-processing system)
    2개 이상의 CPU와 주기억장치를 이용하여 여러개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식으로 하나의 CPU에 장애가 발생해도 여분 CPU로 작업을 수행할 수 있어 안정성이 높으며 작업 처리 속도가 빠르나 비용이 많이 든다.

  • 분산처리 시스템 (Distributed-processing system)
    여러개의 컴퓨터 프로세서를 통신망에 연결하여 동일한 데이터를 처리하는 방식으로 각 단말은 고유의 CPU, 메모리, 운영체제를 가진다.

  • 시분할 처리 시스템 (Time Sharing System)
    여러 명의 사용자가 사용하는 시스템에서 컴퓨터가 사용자들의 프로그램을 번갈아가며 처리해줌으로써 각 사용자에게 독립된 컴퓨터를 사용하는 느낌을 주는 것으로, 라운드 로빈(Round Robin)방식이라고도 한다.

  • CPU와 마이크로 프로세서
    CPU : 컴퓨터 시스템 통제, 연산, 제어 장치
    마이크로 프로세서 : CPU의 모든 기능을 단일 직접회로에 통합한 칩
    보통 CPU = 마이크로 프로세서 혼용해서 많이 사용한다.

2. 기계식(아날로그) 컴퓨터 vs 디지털 컴퓨터

아날로그 컴퓨터 (파동 / 연속적 상태)디지털 컴퓨터 (계단 / 0과 1의 구분된 상태)
처리 형태온도, 전류숫자, 문자
연산 방식미적분 연산산술,논리연산
회로증폭 회로논리 회로
정밀도제한적필요한 부분까지
프로그래밍불필요필요
용도특수목적범용
가격저가고가
기억 기능없음있음

개념 정리

  • 아날로그 컴퓨터는 온도, 전압 등과 같이 연속하는 물리적 데이터를 입력하고 내부에 만들어진 모형과 대응시킴으로써 연산이 되도록 하는 컴퓨터이다. 아날로그 컴퓨터는 특수목적용 컴퓨터로 쓰이며 미분, 적분 등의 특수한 업무를 수행하며 연산 속도가 빠르고 해당 업무를 처리하기 위해 다른 프로그램을 사용할 필요가 없다.

  • 디지털 컴퓨터는 코드화 된 문자나 숫자를 처리하는 컴퓨터로 숫자 이외에 소리, 그림, 영상 등 다양한 정보를 처리할 수 있다. 다양한 데이터를 상황에 따라 처리하며 프로그램을 수시로 바꿀 수 있어 일반적인 용도로 사용한다.

  • 하이브리드 컴퓨터는 아날로그와 디지털 컴퓨터의 장점만 모아둔 컴퓨터로 양 측 모두의 데이터를 처리할 수 있고 아날로그 신호는 디지털 신호로, 디지털 신호는 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 아날로그 신호를 디지털 형태로 변형하여 처리하고 그 결과를 아날로그 또는 디지털 형태로 출력할 수 있다. 하드웨어적인 부분이 제한되므로 특수목적용으로 사용하며 그 예로는 혈압측정기가 있다.

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