1. 컴퓨터시스템 개요 (2)

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2023.02.17 - [HakBu Review (학부)/Computer Architecture] - Read Me

 

● 컴퓨터 구조의 발전 과정

 

- 초창기 컴퓨터 구조

1. 덧셈, 뺄셈 수행하는 기계식 카운터 (블레즈 파스칼)

2. 곱셈, 나눗셈 추가 (고트프리트 라이프니츠)

3. "Difference Engine", 덧셈/뺄셈/결과값출력 가능 (찰스 배비지)

4. "Analytical Engine",  곱셈/나눗셈 추가 (찰스 배비지)

   + 연산장치 "Mill"과 기억장치 "Store"로 이루어짐.

5. "ENIAC", 진공관 이용하여 속도와 신뢰도 향상 but 프로그램 저장 및 변경 불가능 (펜실베니아 대학)

 ※ 1945년 폰 노이만의 설계 개념 공개 (2진수 사용하기, 프로그램과 데이터를 저장하기)

6. "IAS", 일반 목적용 컴퓨터들의 기본형 (폰 노이만과 그 동료들)

   + 프로그램 제어 유닛, 산술논리연산장치(ALU), 주기억장치, 입출력장치로 구성

   + 명령어 선인출(Instruction Prefetch) 개념 적용

 ※ "IAS"의 구조는 현대 컴퓨터들과 근본적으로 차이가 없으며, 이러한 구조설계 개념을 폰 노이만 아키텍쳐라고 부름.

 ※폰 노이만 아키텍쳐 : 프로그램 코드들은 기억장치에 저장된 순서대로 실행, 그 주소는 프로그램 카운터(Program Counter, PC)라고 불리는 CPU 내부 레지스터에 의해 지정.

 

- 주요 컴퓨터 부품의 발전

제 1세대 컴퓨터 : 진공관을 이용한 컴퓨터

제 2세대 컴퓨터 : 트랜지스터를 이용한 컴퓨터

제 3세대 컴퓨터 : 집적회로(Integrated Circuit : IC)를 이용한 컴퓨터

   + IC의 집적도에 따라 SSI, MSI, LSI, VLSI, ULSI 등으로 나뉨.

제 4세대 컴퓨터 : LSI 기술이 사용된 IC를 이용한 컴퓨터

 

- 컴퓨터 시스템의 분류

1. 개인용 컴퓨터(Personal Computer : PC)

   + 세부 구분으로 데스크탑, 노트북, 넷북, 태블릿, 포켓 등이 존재.

2. 임베디드 컴퓨터(Embedded Computer) : 기계, 전자 장치들의 내부에서 동작을 제어하는 컴퓨터

Real-time(실시간)으로 프로그램을 처리해야 하는 경우가 많아서 특수 설계된 하드웨어와 소프트웨어를 결합한 형태를 지님. 기억장치 용량과 전력 소모량이 최소화할 수 있도록 설계되는 것이 특징. 사물인터넷(Internet of Things : IoT) 및 지능형 로봇의 핵심 요소로 사용됨.

3. 서버급 컴퓨터 시스템

   + 세부 구분으로 워크스테이션, 슈퍼미니컴퓨터가 존재.

   워크스테이션 : 고속 그래픽처리, 시뮬레이션 등에 사용.   슈퍼미니컴퓨터 : 미니 컴퓨터의 수십배 성능을 가지는 서버급 컴퓨터, 다중프로세서 사용.4. 대형 메인프레임 컴퓨터   대용량 저장 장치를 보유하며 다중 I/O 채널을 이용한 고속 I/O 처리 능력을 가지고 있어 빅데이터 저장 및 관리용으로 사용.5. 슈퍼 컴퓨터 : 속도가 현저히 높은 컴퓨터   + 구조에 따라 세 가지로 구분 (파이프라인 슈퍼컴퓨터, 대규모 병렬처리 시스템, 클러스터 컴퓨터)