02 컴퓨터 개요

1. 컴퓨터란 무엇인가?

정의: 전자적으로 계산을 수행하는 장치
4가지 핵심 기능: 입력(Input), 처리(Process), 저장(Store), 출력(Output)
- 입력된 데이터를 0과 1의 디지털로 변환하여 처리 및 저장 후, 정보로 변환하여 출력한다.
구성: 물리적인 하드웨어와 작업을 지시하는 소프트웨어로 구성된다.

하드웨어(Hardware)
- 컴퓨터의 물리적인 기계 장치로, 5대 구성요소를 가진다.
중앙처리장치(CPU)
- 컴퓨터의 두뇌
- 연산장치(ALU)와 제어장치(CU)로 구성
- (주요 제조사: Intel, AMD)
주기억장치 (Main Memory)
- 실행 중인 프로그램과 데이터를 임시 저장
- 주로 RAM(휘발성)을 사용
보조기억장치(Storage)
- 영구 저장소
- HDD(자기 디스크), SSD(빠른 속도, 저전력), USB 등이 있음
입력/출력 장치
- 키보드, 마우스 / 모니터(LCD, LED), 프린터 등
주요 하드웨어 부품
- 메인보드: 모든 장치를 연결하는 주기판
- GPU (그래픽 처리 장치): 초기엔 그래픽 전담이었으나, 현재는 병렬 처리에 강해 AI, 딥러닝, 암호화폐 채굴 등에 활용 (GPGPU)
- 모바일 AP: 스마트폰의 두뇌. CPU, GPU, 통신 모듈 등을 하나의 칩에 합친 시스템온칩(SoC) (예: 스냅드래곤, 엑시노스, 애플 A시리즈)
- 기타: 키오스크(무인 단말기), POS(결제 시스템), 3D 프린터, 홀로렌즈(3D 디스플레이) 등

기원전 30세기	바빌로니아 주판	인류가 사용하는 계산 도구의 기원
1300년경	현대 주판	우리나라에는 1400년경에 도입
1645년	파스칼린 계산기, 라이프니츠 계산기	톱니바퀴의 원리를 이용, 덧셈과 뺄셈을 할 수 있는 수동식 계산기
1823년	찰스 배비지 분석엔진	제어장치, 연산장치, 저장장치, 입출력장치 포함
1887년	홀러러스 천공카드 기계	전기 기계 계산기, 일괄처리의 효시, IBM으로 발전
1936년	앨런 튜링 기계	컴퓨터의 실행과 저장에 관한 추상적인 모델
1942년	폰 노이만 ’프로그램 내장 방식’ 컴퓨터 개념 제시	==순차적으로 작업이 수행되는 컴퓨터, 현재 디지털 컴퓨터의 프로그램 방식으로 이용==
1942년	아이오와 아타나소프 ABC	최초의 자동 전자식 컴퓨터
1944년	에이킨·IBM 하버드 마크-1	기계식 계산기
1949년	케임브리지 에드삭	‘프로그램 내장 방식’을 최초로 적용한 컴퓨터

제1세대 (1946~1956): 진공관
- 에니악(ENIAC): 최초의 다목적 전자식 컴퓨터. (프로그램 내장 방식 아님, 하드와이어링)
- 에드삭(EDSAC) / 에드박(EDVAC): 프로그램 내장 방식 최초 적용
- 유니박(UNIVAC): 최초의 상업용 컴퓨터
제2세대 (1956~1963): 트랜지스터
- 크기가 작아지고, 운영체제와 고급 언어(FORTRAN, COBOL) 등장
제3세대 (1964~1970): 집적회로(IC)
- 시분할 시스템(Time Sharing), 다중 프로그래밍 기술 적용
제4세대 (1971~현재): 고밀도 집적회로(LSI, VLSI)
- 마이크로프로세서(Intel 4004) 개발
- 개인용 컴퓨터(PC) 대중화
  - 마이크로소프트와 애플의 등장
제5세대 & 미래: 인공지능, 병렬처리, 양자 컴퓨터

양자 컴퓨터(Quantum Computer)
- 양자 역학(중첩, 얽힘) 원리 이용
- 큐비트(Qubit) 단위 사용
- 기존 슈퍼컴퓨터보다 월등히 빠른 속도로 암호 해독, 신약 개발 등에 활용 기대 (구글 시커모어, IBM Q 시스템)
슈퍼컴퓨터
- 대규모 연산을 초고속으로 처리 (기상 예측, 과학 계산)
메인프레임
- 대기업/은행 등에서 다수 사용자를 지원하는 대형 컴퓨터
워크스테이션
- 전문 작업(그래픽, 설계)용 고성능 PC
마이크로컴퓨터
- 일반적인 데스크톱, 노트북
개발용 보드(임베디드/IoT)
- 라즈베리 파이: 초소형 PC, 리눅스 기반, 교육 및 취미용
- 아두이노: 마이크로컨트롤러 제어용 보드, 센서 및 기기 제어에 용이
센서(Sensor)
- 자율주행차, IoT 등의 핵심 입력 장치 (물리 센서, 화학 센서 등)