초기 컴퓨터의 발달

초기 컴퓨터의 발달에 대해서

초기 컴퓨터의 발달에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 인간이 숫자를 표시하는 방법은 지금까지 꾸준하게 발달하여 왔습니다. 아주 오래전부터 작은 돌 등을 이용해 숫자를 표시하기도 하고 주판이란 도구를 이용해 셈을 했습니다. 하지만 지금은 폰 노이만으로 인해 근대 컴퓨터가 발명된 이후 컴퓨터의 성능은 빠른 속도로 증가했고 그 크기는 놀라울 만큼 작아지는 발전을 이루었습니다. 지금부터 초기 컴퓨터의 발달에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 기원전 3000년에서 4000년 전에 서양에서 고안된 주판은 6세기 이후 로마의 철학자 보이티우스와 10세기경 교황 실베스터 2세가 계속해서 개량했습니다. 이후 중국에서는 기원전 26세기경부터 개발되어 사용했으며 사용이 쉬워서 아시아권 전체에 영향을 미쳤습니다. 다음은 네이피어 봉입니다. 1617년 스코틀랜드의 수학자 네이피어는 번호가 매겨진 긴 네이피어 봉을 개발했습니다. 이는 덧셈과 뺄셈을 비롯해 곱셈과 나눗셈까지 계산하기 용이했으며 심지어 반복 계산에도 굉장히 효율적이었습니다. 다음은 파스칼의 톱니바퀴입니다. 1642년에 프랑스의 철학자 파스칼이 톱니바퀴를 이용해 일명 파스칼의 톱니바퀴를 고안했습니다. 이는 0부터 9까지의 숫자를 톱니바퀴의 회전 원리를 이용해 덧셈, 뺄셈을 비롯해 자리 올림까지 가능했고 여러 개의 톱니, 연동 바퀴, 축으로 구성해 세계 최초의 가감계산기로 세금 계산의 목적으로 널리 사용됐습니다. 다음은 라이프니츠의 계산기입니다. 1673년 독일의 철학자 라이프니츠가 고안한 이 계산기는 앞서 개발됐던 파스칼의 톱니바퀴 계산기를 개량해 덧셈과 뺄셈뿐만 아니라 곱셈과 나눗셈까지 가능한 기계식 계산기를 발명했습니다. 이후 1822년 영국의 수학자였던 배비지가 직기를 발명했던 재퀴드와 함께 차분기관을 생각해 대수표를 계산하는 데 사용했던 배비지의 해석기관입니다. 이는 현대 컴퓨터의 5가지 구성요소를 가진 해석기관으로 분석엔진에 펀치카드를 활용했습니다. 이러한 배비지의 아이디어는 에이큰 교수의 마크원으로 실현되기도 했습니다. 다음은 홀러리스 천공카드입니다. 오늘날 지폐만 한 카드에 여러 개의 구멍을 뚫고 그곳에 데이터를 기록해 이 카드를 자신이 고안한 기계로 데이터의 상태를 읽어서 처리하는 방식으로 계산하는 방법을 쓰는데 이러한 홀러리스 천공카드 시스템을 개발해 속도가 4배가 향상되었습니다. 이에 따라 회사가 창립되었고 이러한 회사가 IBM으로 발전했습니다. 다음으로 마크원입니다. 마크원은 1944년 미국 하버드 대학교의 에이큰 교수가 앞서 말씀드린 IBM의 후원으로 개발한 최초의 전기 기계식 자동 계산기입니다. 초기 컴퓨터의 발달에 관해서 절대 빠질 수 없는 계산기로 배비지의 설계를 실현하고 미국 해군의 미사일 탄도 계산에 활용했습니다. 하지만 오늘날과 달리 중량이 약 5톤에 전선 길이만 900km에 78대의 기계로 구성되어 있습니다. 다음으로 애니악입니다. 애니악은 1946년 펜실베니아 대학교의 머클리 교수와 에커트가 공동으로 개발했습니다. 이는 최초의 전자식 컴퓨터로 마크원보다 약 1000배의 계산 속도를 자랑했습니다. 다만 무게는 약 30톤으로 늘어났고 17000여 개의 진공관 소자와 1500개의 릴레이로 구성되어 있습니다. 연결 회로를 수동으로 설치하고 제거하여 연산하며 프로그램 내장 방식이 아닙니다. 다음은 애드삭입니다. 1949년에 영국 캠브리지 대학교 교수인 윌키스와 그의 팀이 만든 최초의 내장 방식 프로그램 계산기입니다. 이러한 프로그램 내장식은 중앙처리장치 옆에 기억장치를 연결하고 프로그램과 자료를 기억장치에 저장했다가 사람이 실행시키는 명령에 따라서 작업을 차례대로 불러오는 방식입니다. 기존 애니악 컴퓨터는 작업을 할 때마다 회로를 바꿔 끼워야 하는 번거로움이 있었지만 애니삭은 소프트웨어만 바꿔 끼우면 되므로 이때부터 굉장히 근대화된 것을 볼 수 있습니다. 이러한 프로그램 내장 방식은 1946년에 폰 노이만이 고안했습니다. 다음으로 애드박입니다. 애니악의 개발자인 머클리 교수와 공동 개발에 참여했던 에커트는 프로그램을 메모리에 저장해 사용하려고 계속해서 연구에 몰입했고 1946년에 설계를 완성했습니다. 이후 1950년에 애드박이 개발되었습니다. 이는 초기 컴퓨터의 발달에 결정적인 역할을 했으며 총 3553의 진공관을 사용했습니다. 다음으로 세계 최초의 상업 컴퓨터인 유니박원입니다. 유니박원은 1951년 미국의 인구조사국에서 처음 사용됐습니다. 이러한 컴퓨터의 발달 과정은 현재까지 총 4세대로 구분됩니다. 먼저 1세대 컴퓨터의 경우에는 진공관을 기억소자로 사용하며 정보처리의 고속화를 유도했습니다. 다만, 진공관은 전력 소모가 크고 열이 많이 발생했습니다. 이후 2세대 컴퓨터의 경우에는 진공관의 단점을 보완해 트랜지스터를 사용했습니다. 트랜지스터를 사용한 컴퓨터는 앞서 말씀드린 진공관 컴퓨터보다 100분의 1도 안 되는 소형인 데다가 에너지의 소모도 훨씬 적고, 동작 속도가 빠르면서 정확도가 높아졌다는 특징이 있습니다. 이후 3세대 컴퓨터는 트랜지스터와 다이오드, 콘덴서 등을 집적회로로 사용하고 중앙처리장치가 아주 소형화된 컴퓨터입니다. 이후 4세대 컴퓨터는 1971년부터 오늘날까지 이어지고 있는 고밀도 집적회로와 초고밀도 집적회로를 사용합니다. 우리가 PC라고 부르는 개인용 컴퓨터를 지칭하며 인공위성을 통해 컴퓨터 통신망을 구축하고 인터넷의 발달로 인해 정보망이 형성됐습니다. 특히 반도체 소자를 이용한 주기억장치로 롬 메모리와 램 메모리가 사용됩니다. 이후 점차 다양한 분야에서 크고 작은 크기로 범용성이 확대됐습니다. 지금까지 초기 컴퓨터의 발달부터 현재 컴퓨터의 모습까지 자세하게 알아봤습니다.