[하드웨어] 서론, 프로그래밍과 컴퓨터의 역사, 컴퓨터의 논리와 구조

서론, 프로그래밍과 컴퓨터의 역사

• 컴퓨팅 장치의 존재는 오래되었으나 주로 천문학에 특화된 형태임
• 기원 전 100년 경
  • Antikythera mechanism : 세계 최초의 아날로그 컴퓨터로 천문 계산용 컴퓨터
• 1600년대 초
  • 존 네이피어의 로그의 원리 설명 후 slide rule(계산자)가 발명됨

• 1800년경
  • Jacquard’s loom(자카르 직기)
    • 오늘날의 컴퓨터와 가장 근접한 모습을 띔
    • 조제프 마리 자카르가 발명
    • 직사각형 모양의 카드에 여러줄의 구멍을 내어 직조 패턴 카드를 만듬
    • 해당 카드의 구멍에 따라 다양한 형태의 패턴을 짜도록 프로그래밍 함
• 19세기 중반
  • 찰스 배비지
    • 항해술과 천문학에 관심이 많은 과학자
    • 위치 계산을 기계적으로 처리하는 장치를 개발하는데 많은 시간 투자
    • 완성은 못했지만 설계 방식은 타당했음
  • difference engine(차분기관, 差分機關 → 등급을 나누는 기관)
    • 배비지가 만들던 기계 중 하나
    • 배비지는 해당 기관을 보고 흥미를 느낀 오거스타 에이다 바이런에게 수학을 가르치고 자신의 계산장치를 연구할 수 있도록 도움
  • analytical engine(해석기관)
    • 에이다 러브레이스(러브레이스 백작의 부인이 되면서 성이 바뀜)는 배비지의 해석기관을 과학적 계산에 사용하는 방법을 상세하게 기록
    • 미래에는 비수치적 계산도 할 수 있을 것이라고 예측
    • 에이다 러브레이스를 세계 최초의 프로그래머라고 부르며 에이다라는 프로그래밍 언어도 있음
• 19세기 후반
  • 허먼 홀러리스는 미국 인구 조사국과 협력해 인구 조사 정부를 집계할 수 있는 기계를 설계하고 만들었음
    • 자카르 직기에서 아이디어를 얻어 천공카드를 만들어 인구 조사 데이터를 기계에서 처리할 수 있도록 인코딩
  • 홀러리스는 이를 토대로 회사를 차렸고 이후 인수합병 과정을 거쳐 IBM이 만들어짐
• 배비지의 기계와 애니악
  • 배비지의 기계는 기어, 휠, 지렛대, 막대가 복잡하게 조립된 형태로 대부분 기계부품으로 만들어짐
  • 이후 전자기술 발달로 전자부품으로 컴퓨터를 구상하게 되었으며 모든 부품이 전자 부품으로 만들어진 첫번째 컴퓨터는 애니악임
    • 1940년대 프레스퍼 에커트와 존 모클리의 설계로 만들어짐
    • 전쟁 중 군사목적으로 사용 될 예정이였으나 전 후에 완성되었음
    • 스위치를 이용하 연결을 설정하고 전선을 다시 연결하는 방식으로 프로그래밍 됨
      • 배비지는 컴퓨팅 장치가 명령어와 데이터를 같은 형태로 저장할 수 있을 것이라고 확신했었음
      • 애니악의 경우에는 메모리에 저장하지 않는 방식임
• 배비지가 예측한 컴퓨터
  • 영국에서 명령어로 구성된 프로그램과 데이터를 한데 저장한 컴퓨터를 만들었음
  • 1949년 케임브릿지 대학에서 만든 EDSAC이 대표적인 예시임
• 초기 컴퓨터
  • 진공관을 사용
  • 진공관의 경우에는 비싸고 내구성이 약하며 부피가 크고 전력 소비량이 큼
  • 트랜지스터(1947 발명), 집적회로(1958 발명)의 발명을 통해 현대의 컴퓨터가 만들어짐

컴퓨터의 논리와 구조

• PC vs Mac
  • PC 구매자들의 경우에는 가격적인 면과 확장성, 다양하게 제공되는 소프트웨어 등의 이유로 구매 → 네트워크 효과의 예
  • Mac 구매자들은 널리 인지된 신뢰성, 품질, 미적가치 등의 이유로 구매
• 과거의 pc와 오늘날의 pc
  • 생김새는 모두 다르게 생겼으나 내부 작동 원리는 근본적으로 같음
  • 달라진 것은 성능 뿐

완성된 장치가 범용 컴퓨팅 기계까 되려면 산술 연산, 기억-저장, 제어, 운영자와의 연결을 담당하는 특정 주요 기관을 포함해야 한다.
 - 아서 벅스, 하먼 골드스타인, 존 폰 노이만, 1946