1. 컴퓨터 개발의 역사1) 수동식 계산기인류가 사용하는 계산 도구의 기원은 주판(abacus)이라 볼 수 있다. 주판의 유래는 정확하지는 않지만, 기원전 30세기 정도에 바빌로니아에서 처음 발명되었다고 한다. 주판을 제외하면 17세기에 이르도록 계산을 위한 특별한 도구가 없었다.[그림 1-1] 주판2) 기계식 계산기1642년, 프랑스의 수학자이자 철학자인 블레즈 파스칼(Blaise Pascal)은 그의 아버지의 세금계산을 돕기 위해 이 계산기를 고안했다. 파스칼의 계산기는 현재의 자동차 주행 기록기와 같이 톱니바퀴의 원리를 이용하여 만들었으며, 기어와 레버를 조작해 덧셈과 뺄셈을 하는 기계식 수동 계산기이다. 이 계산기는 파스칼 라인(Pascal line)이라 부르며, 최초의 계산기이다.[그림 1-2] 파스칼의 계산기1671년, 독일 수학자 고트프리트 빌헬름 폰 라이프니츠(Gottfried Wilhelm von Leibniz)는 덧셈, 뺄셈만이 아니라 곱셈과 나눗셈도 가능한 계산기 즉, 단계적 계산기를 만들었다. 단계적 계산기는 파스칼의 아이디어를 확장하여 반복적인 덧셈과 이동으로 곱셈을 실행하였으며, 뺄셈을 반복하여 나눗셈을 수행한다.[그림 1-3] 라이프니츠의 계산기3) 자동 계산기기계식 계산기에 많은 업적을 남겨 현대 컴퓨터의 아버지로 불리는 영국의 수학자인 찰스 배비지는 1823년 함수표를 만드는 차분기관(Difference Engine)을 완성하였다. 이것은 삼각함수의 유효숫자 다섯 자리까지 계산이 가능하며, 파스칼의 계산기보다 훨씬 진보된 기계이다.배비지는 계속하여 1830년 해석기관(Analytical Engine)이란 것을 고안하였는데, 연산장치, 기억장치, 제어장치, 입출력장치 등 현대 컴퓨터의 모든 개념을 포함하고 있는 기계였다. 그러나 그 당시 기술 수준의 낙후로 구현되지는 못하였다.[그림 1-4] 차분기관 [그림 1-5] 해석기관4) 제1세대 컴퓨터논리회로 소자를 진공관으로 사용한 UNIVAC-Ⅰ이나 IBM 650 같은 컴퓨터들을 제1세대(1945-1956) 컴퓨터라고 한다. 이런 컴퓨터는 진공관을 사용하기 때문에 많은 열을 발생하고 부피가 커서 고장이 많고 신뢰성이 떨어졌다. 주기억장치로는 자기드럼을 사용하며, 입출력장치로는 천공카드를 사용했다. 또한, 프로그래밍의 기초 개념을 확립하여 모든 연산은 기계어(Machine Language)를 사용하였다. 연산 수행을 위해 기계 언어 즉, 컴퓨터에 의해 이해되는 낮은 수준의 프로그래밍 언어에 의존하고, 한 번에 하나의 문제밖에 해결하지 못했다.[그림 1-6] ENIAC5) 제2세대 컴퓨터1947년에 개발된 트랜지스터가 진공관을 대체하며 1958년부터 컴퓨터에도 접목하기 시작했다. 트랜지스터를 사용함에 따라 크기는 1/100로 작아졌고, 안정적이며, 빠르고, 가격이 저렴해졌다. 주기억장치로는 자기코어를, 보조기억장치로는 자기디스크를 사용하며, FORTA, ALGOL, COBOL과 같은 고급언어가 개발되어 사용되었다.6) 제3세대 컴퓨터1964년 4월 IBM사에서 발표한 IBM S/360 이후의 계산기를 제3세대 컴퓨터라고 한다. 3세대 컴퓨터는 집적회로가 사용되었고 메인프레임과 소프트웨어의 체계가 확립된 시기이다. 제3세대 컴퓨터의 중요한 특징은 정보를 저장하기 위한 회로로 집적회로(IC: Integrated Circuits)를 사용했다는 점이다. 1958년, 킬비(Jack Kilby)에 의해 발명된 집적회로는 많은 전자회로 소자가 하나의 기판에 분리가 불가능한 상태로 결합하여 있는 회로이다. 집적회로를 컴퓨터에 사용하면서 컴퓨터의 크기는 더욱 소형화되었고, 가격은 낮추면서 성능을 높일 수 있었으며, 특히 마이크로프로세서를 향한 중요한 걸음을 내딛는 계기가 되었다.7) 제4세대 컴퓨터1971년부터 현재까지를 제4세대 컴퓨터라 한다. 4세대 컴퓨터의 중요한 특징은 집적회로의 발달로 손톱 크기의 칩에 수억 개의 트랜지스터가 탑재된 고밀도 집적회로(LSI: Large Scale Integration), 초고밀도 집적회로(VLSI: Very Large Scale Integration)를 사용하게 되었다는 점이다. 고밀도 집적회로와 초고밀도 집적회로 기술로 인해 하나의 칩으로 된 중앙처리장치인 마이크로프로세서(microprocessor)가 개발되었다. 이 마이크로프로세서의 개발은 개인용 컴퓨터를 대량으로 생산할 수 있는 획기적인 계기가 되었다. 최초의 마이크로프로세서는 1971년에 개발된 인텔(Intel) 4004이다. 이러한 집적회로의 발달에 따라 초고성능 컴퓨터를 생산하는 크레이(Cray Re-search)사가 설립되어 슈퍼컴퓨터 Cray-1이 탄생하게 되었다.
