[컴정개론] 정보, 인류, 산업혁명, 컴퓨터의 역사

서울여자대학교 정보보호학과 김성욱 교수님의 컴퓨터및정보보호개론 수업을 듣고 작성한 요약본입니다.

교재: 컴퓨터의 이해 (3판), 김명주 외

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• 정보란?
  • 자료(data)를 주제에 맞게 가공하고 처리해서 얻은 결과
  • 실용성 있는 data의 모음
  • data를 정제함으로써 어떤 인사이트를 도출 할 수 있도록 함
• 자료(data)란?
  • 관찰 혹은 측정을 통해 얻을 수 있는 다양한 형태의 값 (이미지, 수치, 문자 등)
• 정보가 되기 위해서는?
  • 이용자가 원하는 목적에 맞춰야 함
  • 정보의 의미나 가치가 쉽게 변해서는 안됨
    • 정보는 어느정도 보편성을 가져야 함
    • 최근에는… 너무 쉽게 바뀌는…
  • 정보는 누구나 쉽게 이용 가능해야 함
    • 다만 무차별적으로 공개되고 이용할 수 있어야 하는 것은 아님
    • 어떤 정보인지에 따라 접근 권한이 달라져야 함
• 인류 혁명과 정보화 사회
  • 인류의 혁명
    • 농업혁명
      • 농사의 시작과 함께 농경사회로 전환
    • 산업혁명
      • 수작업을 통한 생산에서 동력기계를 이용한 대량생산
    • 정보혁명
      • 1946년 컴퓨터 등장, 1969년 인터넷 탄생 → 기계와 자본의 중요성이 떨어지고, 지식과 정보가 중요한 세상으로 전환
  • 정보화 사회
    • 대부분의 분야에서 “정보”를 중요한 재화로 사용
    • 컴퓨터의 발전과 역할 증대, 통신기술의 발전으로 다양한 멀티미디어 서비스가 제공되고, 창의적인 정보의 중요성이 증대
    • 컴퓨터의 발달로 정보화 사회로 이룩하게 됨
    • 인간 사회 전 분야에 걸쳐 상당한 비중을 차지함
• 미래학자와 정보
  • 다니엘 벨, 엘빈토플러, 제레미 리프킨 등의 미래학자들은 인류 사회의 발전과 운영의 핵심 자원은 정보라고 이야기함
• 멧칼프의 법칙
  • 통신망의 가치는 사용 수에 제곱 비례함
  • 가입자 수, 팔로워 수가 많을 수록 사이트의 가치가 높으며, 인터넷에는 언제나 새로운 기회가 준비되어있음
• 산업혁명
  • 1차 산업혁명 : 증기기관 → 동력화
    • 영국 중심으로 발전함
  • 2차 산업혁곧명 : 전기 에너지 → 자동화
    • 직류만 사용하던 중 교류 발전기의 등장으로 대부분 교류전류를 이용
    • 내연기관의 등장 → 영국, 독일, 프랑스, 미국을 중심으로
  • 3차 산업혁명 : 컴퓨터와 인터넷 → 디지털 정보화
    • 1946년 ENIAC의 등장
    • 1969년 첫 인터넷 알파넷(호스트4) 등
    • 1983년 인터넷 프로토콜 TCP/IP 등장
    • 1991년 인터넷 상업화
• 3차 산업혁명
  • 핵심기술은 ICT
  • IT : 컴퓨터의 발달 및 초고속 인터넷의 등장, 상용화를 통해 저렴해진 가격과 점점 늘어나는 용량 → 디지털 데이터의 무손실 무한 복제가 가능해짐 → 저작권 문제 화두 → 데이터 급증에 따른 체계화 → 객관적인 지식보다 다양한 정보가 떠오르게 됨
  • CT : 네트워크, 인터넷, 웹의 출현 이후 SNS 보편화
• 4차 산업혁명 → 초연결, 지능화
  • IT 기술에 데이터, 클라우드, 인공지능의 결합 → 지능화
  • CT 기술에 모바일폰, 사물 인터넷 → 초 연결화
  → ICBM-AI, DNA
  • 정보화 사회에서 지능 정보사회로 전환이 되고 있음
• 컴퓨터의 발전 과정
  • 고대 : 중국에서 물건을 사고팔거나 농사를 지으며 계산을 할 때 주판을 만들어 사용했음
  • 17세기
    • 초기 계산기 형태가 등장 : 네이피어의 계산봉 (1617년)
    • 네이피어의 계산봉은 휴대용 곱셈, 나눗셈용 계산기로 11개 직사각형의 골편으로 구성 (대수표 > 계산자 > 계산봉)
    • 파스칼린
      • 파스칼이 만든 계산기 형태를 갖춘 가장 최초의 계산기
      • 톱니바퀴를 이용하여 덧셈, 뺄셈 연산을 할 수 있도록 함
      • 자리 올림을 자동으로 수행해줬으며, 뺄셈은 다이얼을 반대로 돌려 수행
      • 곱셈은 덧셈의 반복적인 수행으로 가능
    • 라이프니츠 계산기
      • 1673년 독일의 라이프니츠가 개발
      • 파스칼린처럼 톱니바퀴를 이용하여 작동할 수 있도록 함
      • 이동식 부품을 더하고, 톱니바퀴를 돌리는 손잡이를 추가함 → 이동식 부품을 통해 곱셈과 나눗셈을 계산하는 시간을 줄여줌
  • 18세기
    • 미분기
      • 1786년 독일의 뮬러가 개발
      • 기계를 제작하여 생산 유통하지 않음
    • 해석기관
      • 미분기 발명 이후 30년간 찰스 배비지는 유사한 기계들을 설계함
      • 숫자 20자리까지 정확하게 표현하고, 인쇄된 결과를 만들 수 있는 초대형 미분기를 개발하려고 시도 했었음
      • 배비지가 죽은 이후 그의 아들인 헨리 배비지가 아버지의 설계도를 이용한 해석기관 제작
      • 이 아이디어는 현대의 디지털 컴퓨터를 구성하는 제어, 산술연산, 기억장치, 입출력 장치 등을 포함하고 있다는 특징이 있음
  • 19세기
    • 에이다 러브레이스
      • 찰스배비지의 조수로 역사상 최초 컴퓨터 프로그래머라고 할 수 있음
      • 미 국방성에서 새 프로그래밍 언어의 명칭으로 에이다를 이용
    • Tabulating Machine
      • 미국의 홀러리스에 의해 만들어짐
      • 인구조사를 위해 처음으로 사용되었으며 4배 더 빠른 속도를 보여줌
      • 천공카드, 천공 테이프를 이용해 데이터를 인식하고 판단하여 표, 목록, 합계 등을 만들어냄
  • 20세기
    • ENIAC
      • 1943~1946년 동안 펜실베니아 대학교의 모클리와 에커트가 제작한 전자 컴퓨터
      • 세계 최초의 컴퓨터라고 이야기하나 최초의 컴퓨터에 대해서는 논쟁이 많음
        • 이전에 이미 만들어졌지만 공개되지 않은 것은 아닌가?
• 전자 회로를 사용한 컴퓨터의 등장
  • 1세대 컴퓨터
    • 진공관을 이용해 제작
    • 연산 속도 ms
    • 기계어, 어셈블리어를 이용
    • 하드웨어 개발에 치중 → 과학 계산용으로 주로 사용됨
    • 부피와 전력소모는 매우 컸으며 계산 능력 및 신뢰도는 떨어짐
    • 통계용, 미사일 탄도 계산에 사용
  • 2세대 컴퓨터
    • 트랜지스터
    • 연산 속도 ㎲
    • COBOL, FORTRAN, ALGOL 등의 언어 이용
    • 하드웨어 중심에서 소프트웨어 중심으로 전환되었으며, COBOL과 같은 고급언어 개발
    • 운영체제 등장, 멀티프로그래밍 도입
    • 부피는 작아지고 신뢰도 향상, 온라인 실시간 처리 시스템 실용화
  • 3세대 컴퓨터
    • 집적회로(IC)를 이용해 제작
    • 연산 속도 ns
    • BASIC, PASCAL, LISP, PL/1 등의 언어 이용
    • 시분할 처리 시스템 기법이 개발
    • OMR, OCR, MICR과 같은 입력 장치 사용
    • 경영정보 시스템 도입
  • 4세대 컴퓨터
    • 고밀도 집적회로(LSI)를 이용해 제작
    • 연산속도 ps
    • C, Ada 등의 언어를 이용
    • 마이크로 프로세서의 출현으로 컴퓨터 소형화가 이루어짐
    • 최초의 pc가 등장하고, 슈퍼컴퓨터 등장
    • 네트워크 발달로 원격으로 자료 공유가 가능해짐
    • 공장 자동화, 사무 자동화 등 각종 분야에 컴퓨터를 이용한 자동화가 이루어짐
    • 가상 기억 장치 기법이 도입
  • 5세대 컴퓨터
    • 초고밀도 집적회로(VLSI)
    • 연산 속도 fs
    • Visual C, Visual Basic, C++, Java, Delphi 등의 언어를 사용
    • 인공지능, 전문가 시스템, 패턴 인식 시스템, 의사결정 시스템, 퍼지이론 등 컴퓨터를 이용하여 복잡한 계싼들을 수행하고, 고도의 시스템 분야에 활용
• 무어의 법칙
  • 반도체 칩의 집적도는 2년마다 두배씩 증가
  • 데이터의 양은 2년마다, 통신속도는 1년마다 두배씩 증가
  • 작고 저렴하며 강력하고 빠르게 발전한다
  → 현재는 맞지 않는 법칙임
• 미래의 컴퓨터
  • 추론기능
    • 이미 기억하고 있는 정보 혹은 지식을 기반으로 컴퓨터 스스로가 당면한 문제의 해결 방법을 추측하고 결론을 얻을 수 있도록 지원해야 함
  • 학습기능
    • 새로운 문제가 발생하면 기존의 유사한 경험을 토대로 스스로 문제를 해결할 수 있도록 지원
  • 지식 데이터베이스 기능
    • 문제의 대상 영역에 대한 정보 및 법칙성, 의미 등의 정보를 지식으로 활용할 수 있는 형태로 기억하고 검색이 가능하도록 지원해야 함
  • 지적 인터페이스 기능
    • 언어, 음성, 도형, 영상 등을 이용하여 유연하며 자연스러운 회화능력을 갖출 수 있도록 함

• 컴퓨터의 분류
  • 처리 능력에 따른 컴퓨터의 분류
    • 슈퍼컴퓨터
      • 매우 뛰어난 성능을 가짐
      • 최고의 처리 성능을 갖춤
      • 복잡한 계산을 처리하기 위해 개발됨
      • 초당 4천만~6천만개의 명령을 실행하고 처리할 수 있음
      • 기상 예측, 자연과학, 공학, 주식 매매 예측, 군사용, 기타 연구 설계 등
    • 대형컴퓨터
      • 슈퍼컴퓨터에 비해서는 성능이 떨어짐
      • 수백대의 단말기를 대형컴퓨터에 연결시켜 다수의 이용자가 시분할 방식으로 공유하며 업무 처리
      • 슈퍼컴퓨터를 쓸 필요가 없는 기관들이 이용
      • 국가기관, 대학, 금융기관, 보험, 증권회사, 은행, 각종 연구기관 등
    • 미니컴퓨터
      • 높은 처리성능을 갖춤
      • 대형 컴퓨터에 비해 가격이 저렴하고 운영이 쉬움
      • 학교, 각종단체 등
    • 워크스테이션
      • 미니컴퓨터와 pc 사이의 중간단계 컴퓨터
      • 개인용 컴퓨터와 고급 사용자 중심의 고성능 데스크톱
    • pc
      • 마이크로 컴퓨터
      • 개인을 위해서 만들어져 대량으로 생산 유통되는 컴퓨터
      • 공공단체, 기업 등에서 개인 업무처리용으로, 가정 등에서 디지털영상, 게임, 채팅 등을 위해 이용
      • 종류
        • 데스크탑
          • 사무실 또는 일반 가정에서 사용되는 고정식 컴퓨터
        • 노트북
          • 다른말로 랩탑
          • 쉽게 가지고 다닐 수 있는 이동식 컴퓨터
        • PDA
          • 휴대용 컴퓨터
          • 손바닥만한 사이즈이지만 노트북과 달리 기능이 제한됨
          • 오늘날 잘 안씀
          • 태블릿PC와 스마트폰이 대체
      • pc의 역사
        • 세계최초의 PC는 MTTS의 Altair 8800
        • 1977년 출시된 pc trinity : Apple II, pet, TRS-80
        • 1980년 IBM pc 등장
        • 국내 최초의 pc : 삼보 SE-8001
  • 사용 목적에 따른 분류
    • 전용 컴퓨터
      • 특정 목적에 맞춰 이용할 수 있도록 만들어진 컴퓨터
      • 특징
        • 처리속도면에서 상당한 이득이 있음
        • 설치된 프로그램 목적이 아닌 다른 업무에는 사용 불가
      • 용도
        • 군사용 : 잠수함, 미사일, 항공기 등에서 많이 사용
        • 산업용 : 산업공정제어, 예약시스템 등으로 사용
    • 범용 컴퓨터
      • 사용 목적이 지정되지 않은채로, 운영체제와 여러가지 응용소프트웨어가 준비되어 무엇이든 필요한 작업을 할 수 있도록 만들어진 컴퓨터
      • 일반적으로 사용하는 대부분의 컴퓨터를 의미
      • 수치계산, 기술 계산, 사무처리 등 다양한 용도로 사용함
  • 자료 표현 방법에 따른 분류
    • 아날로그 컴퓨터
      • 특수목적으로 개발된 전용 컴퓨터가 대부분임
      • 연속적인 물리데이터를 이용해 다른 물리적 시스템이나 수학 함수의 행위를 표현함
      • 특징
        • 신속한 입력과 출력
        • 일반적인 사무계산, 산술 계산에는 부적합
      • 용도
        • 전자 현미경 설계
        • 발전소 자동 주파수 안전장치 설계
        • 전차, 압연기 등의 전동기 속도제어장치 설계
        • 항공기 날개 등 풍압에 의한 진동
        • 구조물, 건축물 등의 진동
        • 항공기 조종 안정성, 자동차의 동요 등 연구 시뮬레이션
    • 디지털 컴퓨터
      • 가장 일반적인 범용성 컴퓨터
      • 이산형의 숫자를 사용
      • 특징
        • 불연속적 자료의 조합으로 정보를 처리함
        • 직렬 동작에 의한 연산 기능뿐만아니라 정보처리 기능을 가져 다각도로 이용됨
    • 디지털 vs 아날로그구분 디지털 컴퓨터 아날로그 컴퓨터

      입력	숫자, 문자	연속된 물리량
      출력	숫자, 문자	연속된 물리량
      연산형식	사칙연산	미적분 연산
      회로	논리연산	증폭회로, 릴레이
      프로그램	필요	불필요
      기억기능	있음	없음
      연산속도	느리다	빠르다
      사용용도	과학기술 계산, 사무 계산	시뮬레이션, 미적분 방정식

  • 하이브리드 컴퓨터
    • 아날로그와 디지털 컴퓨터를 합침
    • 디지털 신호를 입력하여 아날로그 형태의 신호로 출력 혹은 아날로그 형태의 신호를 입력하여 디지털 형태의 신호로 출력
    • 아날로그/디지털 변환기(ADC), 디지털/아날로그 변환기(DAC)가 필요함
    • 특징
      • 아날로그 컴퓨터만 사용해서 얻을 수 있는 정확도보다 더 높은 정확도를 얻을 수 있음
      • 디지털 컴퓨터만으로 이루어진 컴퓨터보다 속도가 빠름
• 컴퓨터의 발달로 인한 직업적 변화
  • 직업 형태의 변화 과정
    • 일자리의 변화구분 18~19세기 90년대 이전 00년 이후

      시대	산업사회	탈산업 사회	정보화 사회
      생산방식	수공업적 주문생산	대량생산	다품종 유연생산

    • 정보화 시대의 직업을 바라보는 견해구분 빌게이츠 “새로운 노동질서”

      현상	정보 일꾼 역할 증대, 새로운 비지니스 기회 창출, 전 산업으로의 비지니스 확대
      시각	미래사회에 대한 긍정적 시각
      대안	정보처리, 실시간 업무처리

  • 컴퓨터의 발달로 인한 직업 형태의 변화
    • 미래 근로 공간 : 실제 공간과 가상 공간이 융합되는 하이브리드 형태로의 변화
    • 이를 위해서 해결해야할 것
      • 사회문화적 환경 조성
      • 삶과 일 사이의 효율적인 조화에 대한 인식 강화
      • 장애인, 노령자 등 거동이 불편한 계층을 대상으로 컴퓨터 기반 미래 근무환경을 최우선적으로 적용
      • 일반적인 정보 취약지역을 우선적으로 적용
      • 미래 근무 형태의 확산을 위해 기존 제도와 보안 규칙의 재정비