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컴퓨터(영어: computer, 문화어: 콤퓨터)는 수식이나 논리적 언어로 표현된 계산을 수행하거나 작업을 통제하는 기계다.
사전에서 찾을 수 있는 위와 같은 정의는 정확하지만 가리키는 범위가 너무 넓어 이전의 컴퓨터와 현재의 컴퓨터 그리고 미래의 컴퓨터를 정확하게 설명하기는 어렵다. 더 의미있는 질문은 '컴퓨터의 종류에는 어떤 것들이 있는가?' 아니면 '현재의 컴퓨터의 능력과 기능의 특별한 점은 무엇인가?'일 것이다.
라이프니츠는 계산하면서 보낸 시간에 대해 불평하여 기계식 계산기를 고안했다. 1950년대 초에 '컴퓨팅 머신'(Computing Machine)이라는 말이 전산기를 지시하기 위해서 쓰였다. 마침내, 더 짧은 컴퓨터(computer)라는 말이 컴퓨팅 머신을 대체했다. 본래, 산술은 수학적인 문제와 밀접하게 연관되어 있지만, 현대 컴퓨터들은 값이 싸지고 용도가 다양해짐에 따라, 수학과는 관계 없는 많은 일에 쓰인다.
목차 |
어원
컴퓨터라는 말의 의미는 많이 변화해 왔지만 항상 그 때에 사용되고 컴퓨터의 능력을 표현하는 데에 어려움을 겪어왔다. 이 말은 본래 컴퓨터는 원래 기계적인 도움의 유무에 관계 없이 수학 계산을 수행하는 사람을 가리키는 말로 사용되었고, 현재에도 그렇게 사용되기도 한다. ODE2 목록에 따르면 1897년에 처음으로 기계적 계산을 수행하는 기계를 일컫는 말로 사용되었다. 1946년까지 여러 수식어가 소개되었는데, 이것들은 여러 종류의 컴퓨터를 구별하기 위한 것들이었다. 이 수식어들은 아날로그, 디지털, 전자를 포함하고 있다.
컴퓨터를 한국어로 바꾸어 사용하기 위한 시도들이 있었고, 그 가운데 "셈을 하는 틀"이라 하여 셈틀이 있었는데 실제로 자주 쓰이지는 않았고 지금도 그러하다.
컴퓨터의 기능
전자회로를 이용하여 자동적으로 계산이나 데이터를 처리하는 기계로 프로그래밍이 가능하다. 입력자료를 받아들여 처리하고 그 정보를 저장하고 검색하여 결과를 출력하는 일을 한다. 아날로그형과 디지털형이 있으나 1960년 이후로는 거의 디지털형만이 이용된다.
역사
최초의 전자 컴퓨터는 1946년에 개발된 에니악(ENIAC)이다. 에니악은 무게가 톤 단위이고, 방 하나를 가득 채웠으며, 작동을 위해서 많은 관리자가 필요했다. 값이 매우 비쌌기 때문에 정부와 큰 연구기관만이 보유할 수 있었고 생산량이 많지 않아서 세계적 수요를 만족시킬 수 없었다. EDSAC은 최초로 프로그램 내장방식을 채택했고, EDVAC은 프로그램 내장방식과 함께 이진법을 사용하기 시작했다. 그리고 세계최초의 상용 컴퓨터 UNIVAC이 나왔다.
1970년대 말부터 개인용 컴퓨터(PC; Personal Computer)가 보편화되기 시작했다. 1900년 이후로 18개월에서 24개월을 주기로 성능이 두 배나 향상되는 폭발적인 발전이 있었다.
분류
사용 목적에 따른 분류
가장 쉬운 방법은 사용 목적에 따라 분류하는 것이다. 이 방법은 컴퓨터 제조사들이 주로 사용하고 있다.
제조 기술에 따른 분류
수행 능력에 따른 분류
- 범용 컴퓨터(General-purpose Computers)
- 특수 목적 컴퓨터(Special-purpose Computers)
- 단일 목적 컴퓨터(Single-purpose Computers)
실용적인 구분
구성
크게 논리적 지시 사항인 소프트웨어(S/W; Software)와 물리적 장치인 하드웨어(H/W; Hardware)로 나눌 수 있으며, 컴퓨터의 하드웨어는 중앙 처리 장치(CPU)와 주기억 장치(RAM) 및 입력 장치(키보드, 마우스 등), 출력 장치(모니터, 프린터 등), 그리고 주변 기기 들로 이루어져 있다.
작동 원리
메모리(Memory)
컴퓨터 메모리는 읽을 수만 있는 롬과 읽고 쓸 수 있는 램으로 나뉘어진다. 롬에는 주로 컴퓨터가 가장 기본적인 작업을 수행할 수 있는 프로그램, 곧 펌웨어가 저장되어 있다. 컴퓨터 전원을 켜면, 컴퓨터는 롬에 저장된 프로그램에 따라서 명령을 수행한 뒤, 나머지 운영 체제에 관련된 프로그램을 다른 저장 매체에서 메인 메모리로 올려 놓은 다음 실행한다.
또, 사용자가 프로그램을 수행할 때에도 운영 체제는 프로그램을 램에 올려서 명령을 수행하며, 옛 결과물을 잠깐 동안 램에 저장한다. 작업을 마치면 그 결과물을 오랫동안 보관하기 위해 다시 외부 메모리에 저장한다.
중앙처리장치(CPU; Central Processing Unit, MPU; Microprocessor Unit)
메인보드 안에 상주하며 메인 메모리에서 읽어온 데이터를 처리한다. 컴퓨터의 핵심 부품이라고 할 수 있다.
입출력 장치(I/O; Input & Output)
키보드, 마우스, 스캐너와 같은 컴퓨터에 어떤 데이터를 입력하게 해주는 장치를 입력 장치라고 하며 프린터, 모니터와 같이 컴퓨터에서 처리한 결과를 화면이나 종이 같은 매체로 출력하는 장치를 출력 장치라고 한다.
명령어/함수(Instructions)
자료의 집합
구조(Architecture)
프로그램(Programs)
운영 체제(OS; Operating System)
운영 체제란 원래 컴퓨터에서 일반적으로 이루어지는 반복적인 혹은 필요한 작동을 사람 대신 자동으로 해 주기 위해 개발되었으며 보통 일반 프로그램이 돌아가기 위한 제반적인 것을 제어하거나 서비스를 제공하기 위해 존재한다.
주 목적은 주변기기와 프로그램 메모리, 그리고 사용자 권리를 제어하고, 파일을 관리하는 것 등이 기본이지만 기종에 따라 특별한 목적을 가진 프로그램을 같이 운영하기도 한다.
따라서 컴퓨터나 기종에 따라서 운영체제가 다르며, 서로 운영 체제끼리 호환되지 않는 것이 보통이지만, 점점 발전하여 일부 기능은 서로 호환도 되게끔 프로그램을 짜는 것이 추세이다. (크로스 플랫폼)
범용 운영체제 (마이크로소프트 윈도,유닉스,리눅스 등)과 특별한 운영 체제 ( 휴대 전화, MP3 플레이어 등) 이 있으며 요즘은 운영 체제에서 기본 서비스 밖에 별도의 프로그램 등을 따로 설치하여 그 영역을 넓혀 나가고 있다.
응용 분야
초기 디지털 컴퓨터는 주로 군사 목적의 과학 연산을 수행하였다. (아래의 아파넷 참조) 원래 야포 각도 계산을 위해 설계되었으나, 수소 폭탄을 설계하는데 쓰였다.(오늘날 가장 강력한 성능을 가진 많은 수의 슈퍼 컴퓨터들 또한 핵무기를 시뮬레이트하는 데 쓰인다.)
네트워크와 인터넷
1970년대에 미국 전역의 연구소들에 있는 컴퓨터들이 통신 기술을 통해 연결되기 시작했다. 이 작업은 ARPA의 후원을 받아 이루어졌으며 이 네트워크의 이름을 아파넷(ARPANET)이라 명명하였다. 아파넷의 토대가 된 기술은 꾸준히 발전하고, 학술기관 바깥으로 퍼져 나가서 인터넷이라 알려지게 되었다. 존 게이지(John Gage)와 썬 마이크로시스템즈의 빌 조이(Bill Joy)는 이를 “네트워크가 곧 컴퓨터가 되었다”고 표현하였다. 인터넷을 비롯한 네트워크의 발달로 운영 체제와 응용 프로그램들이 개인용 컴퓨터 바깥의 주변기기와 같은 다른 자원에도 접근할 수 있도록 변화되었다. 초기에 이런 설비에 접근할 수 있는 사람들은 한정되어 있었으나, 1990년대에 전자 우편과 월드 와이드 웹 등의 확산과 더불어 이더넷(Ethernet)과 ADSL 같은 값싸고 빠른 네트워킹 기술이 개발되어 컴퓨터 네트워킹은 여러 나라에서 일상화되었으며, 휴대통신 기술과 결합하여 유비쿼터스(Ubiquitous)라는 신조어를 만들기도 했다.
컴퓨터 그래픽스
화면을 통하여 사용자에게 어떤 시각적 형상을 제공하는, 컴퓨터로 제작된 화상을 통틀어 말한다. 줄여서 씨지(C.G.)라고 부른다. 과거에는 2차원(2D) 그래픽이나 와이어 프레임이 일반적이었지만, 현재에는 랜더링을 통해 그려지는 3차원(3D) 그래픽을 가리키는 경우가 대부분이다. 기술이 적용되는 대표적인 문화 산업으로 텔레비젼, 영화, 게임 등이 있으며, 원격 네트워크를 통한 의료기술, 그리고 CAD등의 건축 기술에도 쓰인다.
보안과 해킹
컴퓨터를 통해 제작된 콘텐츠나 컴퓨터를 이용한 콘텐츠를, 나쁜 뜻을 품은 제 3자가 해당 콘텐츠의 취약점을 찾아내어 자신의 이기적인 목적을 달성하는 것(원 저자의 의도하지 않은)을 해킹이라고 하며 그것을 막는 행위를 보안이라고 한다. 해킹의 예로, 네트워크의 보안 취약점을 공격하거나, 일부 전문가들의 단순한 자기 과시를 위한 바이러스의 유포 등 과거와는 달리, 현재에는 지워도 지워지지 않는 광고 팝업 창, 게임기의 정품 소프트웨어 인식 장치를 무력하게 하는 하드웨어, 키보드를 누를 때 생기는 전자파를 이용하여 해당 컴퓨터에 접속하지 않고도 바깥에서 암호를 알아내는 장치 등 소프트웨어적, 하드웨어적으로 넓은 범위로 확산되어 가고 있다. 참고로 해킹 행위가 불법인가 아닌가에 대한 것은 나라마다 다르며, 2004년 1월 이탈리아의 법원에서 모드 칩이 플레이스테이션 개발사인 소니의 독점을 막고 플레이스테이션2의 활용성을 더욱 높이려는 장치라 정의하고 사용자의 모드 칩 장착은 합법이라고 규정한 바가 있다.
컴퓨터 직종과 학문분야
적어도 선진국에서는 컴퓨터를 사용하지 않는 직업이 거의 없다. 그러나 컴퓨터에 대한 연구, 프로그래밍, 활용 기술을 전문으로 하는 직종과 학과는 꾸준히 진화해왔다. 각 직종에 대한 전문 용어들은 계속 바뀌고 있고 새로운 분야가 생겨나고 있으나, 주요 그룹은 다음과 같다:
- 컴퓨터공학(Computer engineering) 은 전자공학 (electronic engineering) 의 한 분야로, 컴퓨터의 물리적인 연구와 그에 수반하는 요소들을 연구한다.
- 전산학(Computer science)은 효율적인 연산방식 (algorithm)을 개발하는 등의 전산과 관련된 과정을 연구하는 학문이다. 이 학문이 추구하는 것은 컴퓨터를 사용함으로써 문제들을 해결할 수 있는가, 어떻게 효과적으로 문제를 풀 수 있는가, 그리고 그런 해결책을 푸는 효율적인 프로그램을 어떻게 만들 것인가 하는 것들이다.
- 소프트웨어 공학 (Software engineering) 은 신뢰할만한 소프트웨어 시스템을 개발하는 동시에 시간과 비용을 계산하고 최소화시키는 방법론과 실행에 촛점을 맞춘다.
- 정보 시스템 (Information systems)은 사업체 등 폭 넓은 조직 환경에서의 컴퓨터 시스템 활용에 촛점을 맞춘다.
- 다른 직종과 컴퓨터를 잇는 학문 분야가 많이 생겨나고 있다. 한 가지 예가 컴퓨터 기술을 응용해 지리 정보에 관한 문제를 처리하는 지리정보시스템(Geographic Information System) 전문가다.
참고사항
바깥 고리
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