11 장 컴퓨터의 발전과 정보화사회 장 컴퓨터의 발전과 정보화사회

1 1 장 컴퓨터의 발전과 정보화사회 장 컴퓨터의 발전과 정보화사회

1.1 IT 기술과 디지털혁명

1.2 정보화사회와 컴퓨터의 활용 1.3 IT 기술의 발전과 사회의 변화

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디지털혁명과 정보화사회 ^

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컴퓨터의 발전과 세대별 배경

디지털 혁명과 정보화사회

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미래학자 엘빈 토플러 (Alvin Toffler)

 1980 년 “제 3 의 물결 (The Third Wave)”: 디지털혁명과 통신혁명을 설명

 인류역사 : 농업혁명 => 산업혁명 => 정보 ( 디지털 ) 혁명

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디지털 혁명

 1973 년 다니엘 벨 (Daniel Bell)

 “ 탈산업화 사회의 도래(The Coming of Post-Industrial Society)”: 정보화 사회

 1962 년 마샬 맥루한 (Marshall McLuhan)

 ‘ 지구촌(Global Village)’ 이라는 개념을 제시

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제 4 차 산업혁명 : ICT ( 그림1 , 그림2 )

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통신기술의 발전은 정보화사회의 도래에 큰 역할

 디지털 통신이 발전하면서 컴퓨터 기술과 결합하여 통신혁명의 시대

 장소와 시간의 한계를 뛰어넘어 정보를 즉시 생산 , 전송 , 공유하게 해줌으 로써 글로벌사회를 가능

 미국의 경우 전 인구의 30% 이용자를 확보하는데 걸린 시간

 전화와 텔레비전이 각각 37년 , 17 년

 인터넷과 초고속 인터넷은 각각 7 년 , 4 년에 불과

컴퓨터의 역사 : pre-history

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기계식 컴퓨터

 12 세기 중국에서 현대식 주판을 사용

 1642 년 프랑스 파스칼 (Blaise Pascal) 의 덧셈기

 세금계산서에 나오는 덧셈과 뺄셈을 위해 고안

 영국 수학자 바베지 (Charles Babbage)

 파스칼의 덧셈기보다 더 진보된 계산기 ( 파스칼 덧셈기 180 년 이후 )

 입력장치 , 연산처리 , 제어기능 , 기억장소 및 출력장치 등의 기능

 영국의 수학자 튜링 (Alan Turing)

 1936 년 ‘ Turing machine’ 을 제안하여 컴퓨터의 논리적 근거를 제시

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컴퓨터의 역사 : pre-history

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앨런 튜링 (Alan Turing): 1912~1954

 Imitation Game (2014)

 Colosus 컴퓨터 (1943) : 독일군 암호기계 Enigma 의 암호 해석

 Turing Machine (1937) 논문에서 제시

 ACM Turing Award

컴퓨터의 역사 : 전자식 컴퓨터

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전자식 컴퓨터 시작

 1944 년 Mark I : 전자기계식 컴퓨터

 하버드대학의 에이큰 (Howard Aiken) 교수 , 15m x 2.4m

 초당 더하기 3 회 , 곱하기 6 초 , 나누기 15 초

 1946 년 ENIAC : 세계 최초의 전자식 범용컴퓨터

 펜실베니아대학의 모클리 (John Mauchly) 와 에커트 (Presper Eckert)

 W30m x H3m, 초당 수십회 연산 , UNIVAC I 으로 발전

 매번 실행시 회로를 재배치해야

ENIAC 7

Mark I

컴퓨터의 역사 : 전자식 컴퓨터

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폰 노이만 (John von Neumann)

 1945 년 ‘폰 노이만 구조 (von Neumann Architecture)' 를 제안

 오늘날 모든 컴퓨터 설계의 근간이 된 내장 프로그램 (Stored-Program) 방식의 컴퓨터

 1949 년 EDVAC 컴퓨터 완성

 내장식 프로그램 처리 방식

 Turing Machine 개념 , Von Neumann 구조

컴퓨터의 역사

4 단계 : 70 여년간 컴퓨터 요소 기술의 발전에 따라 구분

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(1) 제 1 세대 컴퓨터 (1946~1957)

1951 년 세계 최초로 개발된 상업용 디지털 전자계산기 UNIVAC I

제 1 세대 컴퓨터의 특징은 진공관 (Vacuum Tube) 을 사용

프로그램이 고급언어가 아닌 기계어로 작성

1 세대 컴퓨터와 진공관 9

Grace Murray Hopper

- 최초의 컴퓨터 프로그래머 중 한 사람 - COBOL 개발

- 최초의 컴퓨터 버그 (Harvard Mark II) bug 발견 , 버그제거 (debug)

컴퓨터의 역사

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(2) 제 2 세대 컴퓨터 (1958~1963)

 AT&T 벨연구소 (Bell Laboratories) 의 세 과학자 바딘 , 브라텐 , 그리고 쇼클리는 1948 년 트랜지스터를 발명

 1956 년 , IBM, Burroughs, Control Data, Honeywell, 등의 회사

 컴퓨터의 크기가 대폭 축소 , 전력소모량도 상당히 감소 , 계산속도 및 신 뢰성이 매우 향상된 기계

 컴퓨터의 활용분야가 비즈니스 , 산업계 , 항공사 , 대학교 등으로 확산

 FORTRAN, COBOL 등 고급언어를 이용하여 프로그램을 개발

2 세대 컴퓨터와 트랜지스터

컴퓨터의 역사

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(3) 제 3 세대 컴퓨터 (1964~1970)

 1959~61 Texas Instrument 사에서 IC(Integrated Circuit) 칩 개발

 1964 년 경부터 컴퓨터는 기존 트랜지스터 소자가 IC 칩으로 대체

 IC 칩이 대량생산 => 컴퓨터의 가격이 훨씬 저렴 , 컴퓨터의 성능도 매 우 향상

 1960~1970 년대에 많은 종류의 메인프레임 (Mainframe) 컴퓨 터

 가장 대표적인 메인프레임 : IBM System/360

 3 세대 후반기 가장 괄목할 사실은 미니컴퓨터의 성장

 DEC 사는 1968 년 세계 최초의 미니컴퓨터인 PDP-8 을 개발

3 세대 컴퓨터 IBM 360 11

컴퓨터의 역사

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(4) 제 4 세대 컴퓨터 (1971 ~ 현재 )

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3 세대에 비해 성능을 개선시키고 가격을 줄이는 형태로 발전

 1970 년에는 수천 개의 소자를 포함하는 LSI(Large Scale Integration),

 1975 년에는 VLSI, 그 후 ULSI 로 발전



IBM 370 계열 , UNIVAC 1100 계열 , CDC 계열 등의 메인프레임



DEC 사의 VAX-11 계열 , Data General 의 MV 8000 등 미니컴 퓨터



마이크로프로세서 (Microprocessor) 칩의 개발

 하나의 실리콘 칩에 중앙처리장치 (CPU) 를 포함

 1977 년 퍼스널 컴퓨팅 (PC) 시대 : 모양 , 성능 , 가격 면에서 획기적



1976 년 수퍼컴퓨터 CRAY-1 이 CRAY Research 사에 의해 개발

개인용 컴퓨터 시대

 1970 년대 후반 가장 획기적인 현상은 퍼스널 컴퓨터 출현

==> 컴퓨터의 대중화에 큰 역할

 1970 년대 중반 마이크로 컴퓨터

XEROX 사의 Alto, MITS 사의 Altair 8800 등

 1977 년 Apple I, 1978 년 Apple II ( 사진 )

스티브 잡스 (Steve Jobs) & 스티브 워즈니악 (Steve Wozniak)

 1981 년 IBM-PC

Intel 8088 칩 , DOS 기반

초기의 개인용 컴퓨터(PC) 13

Alto 워크스테이션

개인용 컴퓨터 시대

 Apple Macintosh

 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI: Graphical User Interface) 를 지원

 1982 Lisa, 1984 Macintosh, 1987 Macintosh II

 IBM-PC 혹은 IBM-PC Clone (IBM-PC 호환 기종 )

 1983 년 IBM-PC XT, 1984 년 IBM-PC AT (intel 80286),

 386PC => 486PC => Pentium PC

 1990 년대 IBM-PC 호환 기종이 PC 시장의 90% 이상을 장악

 노트북 컴퓨터 => 모바일 컴퓨터로 발전 , Wearable 컴퓨터 시대

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컴퓨터 활용의 시대적 변화

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컴퓨터 유형의 분류

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정보화사회와 정보통신 ^

컴퓨터 활용의 시대적 변화

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1) 기관 위주의 컴퓨팅 시대 (1950 년대 시작 )

 메인프레임 컴퓨터 ( 대형 컴퓨터 ) 는 주로 대기업 , 정부기관 , 대학 등 동시에 많은 사람들이 컴퓨터를 이용

 1950 년대 메인프레임 컴퓨터는 극히 제한된 이용자 그룹

 오늘날 메인프레임 컴퓨터는 복잡한 계산을 필요로 하는 분야

 공학 및 과학 , 기업 비즈니스 응용 , 경영정보시스템 (MIS), 대규모 CAD/CAM, 공장 자동화 , 교통관리시스템 , 군사적 응용 등

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2) 개인 컴퓨팅 시대 (1975 년 경 시작 )

 퍼스널 컴퓨터 (PC) 가 출현한 초기에 개인은 주로 문서처리 , 데이터 저 장 , 간단한 계산을 목적으로 사용

 인터넷이 일반화되기 이전에 PC 는 주로 사무자동화 분야

 워드프로세서 , 스프레드시트 , 프리젠테이션 소프트웨어 , 통계 소프트웨 어 , 그래픽 소프트웨어 등

컴퓨터 활용의 시대적 변화

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3) 사람간의 컴퓨팅 시대 (1995 년 경 시작 )

 1980 년 이전까지 컴퓨터는 주로 독립적인 형태로 이용

 여러 곳에 있는 컴퓨터들을 WAN 네트워크를 통해 연결 , Ethernet 을 이용한 LAN(Local Area Network) 이 1980 년 활성화

 특히 , 인터넷 망이 탄생한 후 1989 년 웹서비스가 개발

 1994 년 웹브라우저 Netscape Navigator 와 1995 년

Microsoft 사의 Internet Explorer 는 인터넷 이용의 대중화에 큰 역할

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LAN 과 무선 인터넷

컴퓨터 활용의 시대적 변화

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4) 임베디드 및 유비쿼터스 컴퓨팅 ( 사물인터넷 ) 시대

 1970 년대 컴퓨터를 위한 마이크로프로세서 칩이 개발

 그 이후 가전제품을 위한 특수 목적의 마이크로프로세서 칩과 메모리 칩이 개발

 오늘날에는 디지털 TV, MP3, 디지털 카메라 , 등 모든 디지털 가전제품 을 비롯하여 , 자동차에도 마이크로프로세서가 내장 ( 즉 , 임베디드 )

 유비쿼터스 환경 => 사물인터넷 (IoT, Internet of Things) 환경

 마이크로프로세서 칩들이 곳곳에 숨겨진 상태로 존재하여 센서들과 더불 어 인간에게 유용한 인터넷 환경을 제공

컴퓨터 유형의 분류

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1) 메인프레임 컴퓨터와 수퍼컴퓨터

 메인프레임 컴퓨터 : 은행 , 항공사 , 대기업 , 정부기관과 같이 큰 조직에서 이용

 수퍼컴퓨터 : 일기예보 , 전화망설계 , 유전탐사 , 컴퓨터 시뮬레이 션 , 의학 이미지처리 등 매우 복잡하고 빠른 계산이 요구되는 경우

 세계에서 가장 빠른 수퍼컴

 일본 요코하마 지구과학 연구소에 설치되어 있는 ‘ NEC Earth Simulator’ 는 초당 40 조 (40 trillion) 의 수리 연산을 수행

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슈퍼컴퓨터

컴퓨터 유형의 분류

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2) 서버와 워크스테이션

 서버컴퓨터 (Server Computer) 는 다수의 사용자를 동시에 지원하 기 위한 컴퓨터로 일반적으로 미니컴퓨터나 워크스테이션 사용

 워크스테이션은 계산 기능이 우수한 고성능 데스크탑 컴퓨터로 , 과 학자 , 엔지니어 , 재무 분석가 , 디자이너 , 애니메이션 제작자 등 주로 전문인들이 많이 사용

 그러나 , 최근에는 PC 의 성능이 워크스테이션에 근접 하면서 워크스테 이션과 PC 간의 경계가 불분명

미니컴퓨터와 워크스테이션

컴퓨터 유형의 분류

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3) PC 와 노트북

 PC(Personal Computer) 는 개인용 컴퓨터로 데스크탑 컴퓨터 (Desktop Computer)

 PC 는 원칙적으로 개인이 사용할 목적으로 설계된 비교적 저렴한 가 격의 컴퓨터

 노트북 컴퓨터는 가격이나 기능상으로는 PC 와 거의 동등하나 휴대 성 (Portability) 뛰어남 , 랩탑 컴퓨터 (Labtop Computer)

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PC 와 노트북

컴퓨터 유형의 분류

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4) 모바일 컴퓨터

 휴대성이 강조되며 포켓용 컴퓨터 (Handheld Computer)

 모바일 컴퓨터는 PDA, 스마트폰 (Smart Phone), 넷북 (Netbook) 등

 무선인터넷 기능을 보유하여 실시간에 무선으로 인터넷 액세스

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5) 임베디드 컴퓨터

 특수 용도의 마이크로프로세서 칩이 손목시계 , 장난감 , 게임기 , 스테레오 시스템 , DVD 플레이어 , MP3 등의 가전제품에 내장

 마이크로프로세서 칩 90% 이상이 임베디드 컴퓨터 형태로 이용

정보화사회와 정보통신

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컴퓨터 이용 초기에는 중앙집중처리방식

 메인프레임 컴퓨터와 사용자의 단말기 사이를 전화선으로 연결

 하드웨어를 공동으로 사용 , 소프트웨어 자원을 공유할 필요성

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LAN(Local Area Network) 과 WAN(Wide Area Network)

 LAN : 비교적 가까운 거리의 컴퓨터들을 통신 네트워크로 연결

 WAN : LAN 들을 다시 연결하여 보다 광역화 된 네트워크

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인터넷의 발전

 데이터 교환의 표준화 필요 : TCP/IP 통신 프로토콜

 1969 년 미국방성 ARPAnet

 1989 년 웹 (WWW) 의 개발 , 1994 년 웹브라우저 보급

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정보화사회와 정보통신

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초고속 인터넷 서비스

 초기에 대부분의 사용자는 가정에서 모뎀 (Modem) 을 이용 , 최근에는 ADSL/VDSL, 케이블 모뎀 또는 광케이블을 이용

 정보의 수퍼하이웨이 (Information Super-highway)

 인터넷을 통하여 정보를 초고속으로 전송

 인터넷 / 웹의 역할

 단순한 연결보다는 이용자 상호간 의견 교환 및 협업하기 위한 환경

 웹을 통한 전자상거래가 확산되면서 인터넷 이용이 급속히 증가

==> 인터넷 경제 (Internet Economy)

 인간의 작업 및 생활 방식에 큰 변화

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IT 기술의 발전 방향 ^

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컴퓨터와 통신의 새로운 패러다임

IT 기술의 발전 방향

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Moore's Law

 INTEL 사 창업자 ,

 마이크로프로세서의 성능은 18 개월 마다 두 배씩 증가하고 가격은 매년 1/2 씩 하락 예측

 주기억장치인 RAM 메모리의 용량도 10 년에 100 배 증가

 특히 , 플래시 메모리 (Flash Memory) 용량은 해마다 두 배씩 증 가 ==> 황의 법칙

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Gilder's Law

 광섬유 대역폭 , 즉 인터넷 데이터 전송속도 12 개월에 3 배씩 증가

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컴퓨터와 통신의 새로운 패러다임

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발전추세

 과거 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어의 성능 위주

 ICT(Information & Communication Technology) 기술의 활용 방식과 비즈니스 모델을 제시하여 고객의 요구를 이해하는 방향으로 발전

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사례

 APPLE 사의 최근 성공은 iPod, iPhone, iPad 와 같이 플랫폼과 콘텐츠의 시너지효과를 추구하는 비즈니스 모델

 Google 사가 인터넷 업계의 최고 기업 : Google 이 강력한 웹 검색엔진을 기반으로 다양한 인터넷 서비스를 제공할 수 있는데 기인

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정보 활용과 콘텐츠의 중요성

 과거 컴퓨터 하드웨어가 가장 중요하게 인식되던 시대에서

=> 그 중요성이 소프트웨어로 ,

=> 지금은 정보의 활용과 디지털 콘텐츠가 더 중요한 시대

컴퓨터와 통신의 새로운 패러다임

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2000 년대 모바일 혁명

 이동 중 언제 어디서나 원하는 정보를 주고받을 수 있기를 원함

 개인적인 욕구보다 지식정보사회에서 경쟁력을 획득

 Microsoft 사의 빌 게이츠 회장 : 제 2 의 IT 붐 = ‘ 모바일 혁명’

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디지털 컨버전스 (Digital Convergence)

 기술적인 융합 : IT 기술이 다른 첨단 기술인 BT(Biotechnology), NT(Nanotechnology) 등과 융합

 기존의 전통산업과 융합 : IT 기술은 기존산업에 경쟁력을 제공

 디지털 라이프 : IT 기술이 인간의 가정생활과 일상에 적용 ,

 예 ) 홈네트워킹 , 지능형 로봇 , 스마트카드의 활용 , 유비쿼터스 헬스

 가상현실 , 증강현실 , 웨어러블 컴퓨터 , 센서기술 , 감성컴퓨팅 등