- 컴퓨터
입력된 데이터를 정해진 방법에 따라 자동으로 처리하는 기계
→ 정확하고 신속한 데이터 처리 가능
→ 먼 거리에 떨어져 있는 상대와 컴퓨터를 이용한 정보 공유 가능
(1) 컴퓨터 발전의 역사
→ 초기의 컴퓨터 크기는 굉장히 크고, 계산 속도는 현재에 비해 월등히 느렸으며, 운영하는 데에도 많은 비용이 듦
ex) 에니악(ENIAC), ABC(Atanasoff-Berry Computer)
→ 초기 컴퓨터는 진공관 전자회로를 사용했으나, 진공관은 부피가 크고, 자주 고장나며, 많은 열이 발생함
→ 이후 1947년 벨연구소에서 개발한 트랜지스터(transistor)는 진공관을 대신할 수 있는 값싸고 효율적이며, 컴퓨터의 크기를 줄이는데 큰 공을 세웠음
→ 실리콘 칩에 수많은 트랜지스터와 전자회로를 결합한 집적회로(IC: Intergrated Circuit)의 발명으로, 컴퓨터의 크기는 더욱 소형화 되었음
(2) 컴퓨터의 기본기능
① 입력기능
처리, 기억시키고자 하는 데이터 또는 명령을 컴퓨터 내부에 전달하는 기능
② 제어기능
다양한 역할을 수행하는 많은 장치들이 정상적인 동작을 수행하는지 감시하는 기능
→ 다음에 수행하야 할 명령을 읽어 들이고 해석하여 해당 작업을 처리할 수 있도록 지시하기도 함
③ 기억기능
데이터 or 명령을 처리하는 과정에서 중간결과를 저장하고, 처리된 정보를 영구적으로 보관할 수 있는 기능
④ 연산기능
작업을 수행하는 데에 정의된 연산자를 사용하여 계산결과를 생성하기 위한 기능
→ 핵심부품인 프로세서(processor)는 연산기능을 담당하는 장치
⑤ 출력기능
컴퓨터 내부의 데이터나 정보를 사용하자 보기를 원하는 방식으로 볼 수 있도록 가시화하여 보여주는 기능
(3) 컴퓨터의 종류
① 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer)
개인이 구매하기에 합리적인 가격과 적합한 크기 및 사양을 가진 컴퓨터
ex) 데스크탑, 노트북(랩탑), 태블릿, 스마트폰
② 메인프레임 컴퓨터(mainframe computer)
통계데이터 처리나 금융과 관련된 전산업무 처리와 같이 복잡한 작업을 처리하는 컴퓨터
→ 개인용 컴퓨터에 비해 가격이 높고, 크기도 크기때문에 주로 정부나 기업에서 사용
→ 다수의 사용자에게 서비스를 제공하는 데에 주로 사용
→ 터미널(terminal) : 사용자가 네트워크로 연결된 메인프레임을 제어하기 위해 사용하는 단말기기
ex) IBM System z10
③ 슈퍼컴퓨터(super computer)
정부나 기업에서 사용하는 대형 컴퓨터
소수의 사용자가 아주 복잡한 연산을 처리하는 것을 지원하는 데에 특화된 컴퓨터
→ 가격이 매우 비싸지만, 대규모 연산을 초고속으로 처리할 수 있음
→ 주로 핵실험 시뮬레이션과 같은 대용량의 계산이 필요한 과학분야에서 사용됨
→ 대학, 기업, 연구소와 같이 대용량의 계산을 처리해야 하는 곳에서 사용
ex) 텐허 2, KISTI-타키온 II
- 컴퓨터와 디지털 데이터
(1) 디지털과 아날로그
아날로그(analog)방식 : 사물이나 개념을 연속적인 값으로 표현한다.
→ 매시간 도체에 흐르는 전류량을 전송해야 할 경우에 적합하다.
ex) 자동차 계기판
디지털(digital)방식 : 사물이나 개념을 특정 단위로 끊어서 표현하는 방식
→ 아날로그 방식에 비해 외부로부터 간섭을 덜 받는다.
| 구분 | 아날로그 | 디지털 |
| 데이터 표현 | 연속적(continuous) | 이산적(discrete) |
| 외부 간섭 영향 | 영향을 많이 받음 | 비교적 덜 받음 |
| 연속적으로 바뀌는 데이터 표현 |
적합 | 샘플링을 통해 가능 |
(2) 디지털 컴퓨터
디지털 방식, 그 중에서도 2진법을 사용하여 데이터를 표현 및 처리하는 컴퓨터
→ 1(전기가 흐르는 상태)과 0(전기가 흐르지 않는 상태)로 모든 데이터를 표현하고, 표현된 데이터를 처리하게 됨
+) 컴퓨터에서 2진법이 사용되는 이유
컴퓨터는 전기적 신호를 바탕으로 수를 표현하고 처리하는데, 이때 전기적 신호로서 10진법을 표현하는 것이 불가능하지는 않지만, 전압을 10단계로 구분하는 과정에서 모호성이 생길 여자기 많으며, 기술적으로 실현하기가 매우 어렵기 때문에 전기적 구현의 난이도가 낮은 2진법을 사용하는 것이다. → 전압이 기준치보다 높으면 1, 낮으면 0으로 신호를 해석한다.
(3) 2진법을 이용한 데이터 표현
현대의 디지털 컴퓨터는 0과 1이라는 신호만으로 동작하기 때문에, 데이터 및 명령문 또한 0과 1로 표현되어야 한다. 때문에 컴퓨터에서는 내부적으로 수를 10진법이 아닌 2진법으로 표현하며, 문자나 명령어 또한 2진법의 수로 표현하는데, 숫자와 구분하기 위해 코드로 암호화 한다.
1) 컴퓨터에서의 수 표현
→ 사람이 컴퓨터에 10진법의 형태로 수를 입력하면, 내부적으로 2진법으로 수를 표현하는 컴퓨터는 사람이 입력한 수를 2진법으로 바꾸어 받아들인다.
→ 컴퓨터는 10진법 실수를 2진법으로 최대한 근사하여서 표현하지만, 컴퓨터의 실수연산은 약간의 오차를 낼 수 있다.
2) 컴퓨터의 문자 표현
→ 디지털 컴퓨터에서는 수를 2진법 형태로 변형하여 표현할 수 있다. 반면, 문자의 경우 2진수 밖에 사용할 수 없는 컴퓨터에 곧바로 표현하는 것이 불가능하다. 이러한 단점으로 문자는 특정 숫자로 '암호화'되어 표현할 수 있는 방법이 고안되었는데, 이러한 문자 암호화 방법은 1986년 '아스키(ASCII : American Standard Code for Information Interchange)'라는 이름으로 표준화되어 전 세계적으로 사용되고 있다.
→ 한글의 경우 EUC-KR을 사용하며, 전 세계 문자를 표현하기 위한 유니코드(unicode)가 있다.