컴퓨터의 분류와 발전
쉽게 말하면
컴퓨터는 무엇을 다루느냐에 따라 나눠요. 숫자·글자처럼 딱 떨어지는 값(0과 1)을 다루면 디지털, 온도·전압처럼 끊김 없이 변하는 값을 다루면 아날로그, 둘을 섞으면 하이브리드예요. 우리가 쓰는 PC는 디지털 컴퓨터예요. 크기·성능으로는 슈퍼컴퓨터, 메인프레임, 개인용 컴퓨터로 나누고, 시대마다 부품이 진공관에서 반도체 칩으로 작아지며 발전했어요.
시험용 정의
처리하는 데이터로 나누면 디지털 컴퓨터(숫자·문자 같은 이산 데이터, 논리 회로, 프로그램 필요, 정밀도 높음, 범용)와 아날로그 컴퓨터(전압·온도 같은 연속 데이터, 증폭 회로, 프로그램 불필요, 연산 속도 빠름, 특수 목적), 둘을 합친 하이브리드 컴퓨터가 있다. 처리 능력으로는 슈퍼컴퓨터 → 메인프레임 → 미니컴퓨터 → 개인용 컴퓨터(데스크톱·노트북·태블릿) 순이며, 고성능 작업용 워크스테이션도 있다. 세대별 주요 소자는 1세대 진공관, 2세대 트랜지스터, 3세대 집적 회로(IC), 4세대 고밀도 집적 회로(LSI), 5세대 초고밀도 집적 회로(VLSI)다.
비유로 이해하기
디지털은 계단, 아날로그는 경사로다. 계단은 몇 번째 칸인지 딱 셀 수 있고(정밀), 경사로는 어느 높이든 매끄럽게 이어진다(연속).
자세히
먼저 알아 둘 말
| 말 | 뜻 |
|---|---|
| 이산 데이터 | 1, 2, 3처럼 끊어서 셀 수 있는 값 |
| 연속 데이터 | 온도처럼 끊김 없이 변하는 값 |
| 범용 | 여러 목적에 두루 쓰임 |
| 집적 회로 | 작은 칩 하나에 수많은 전자 부품을 모은 회로 (IC) |
| 워크스테이션 | 설계·그래픽 등 전문 작업용 고성능 컴퓨터 |
디지털 vs 아날로그
| 구분 | 디지털 | 아날로그 |
|---|---|---|
| 입력 | 숫자·문자 (이산) | 전압·온도 (연속) |
| 출력 | 숫자·문자 | 곡선·그래프 |
| 회로 | 논리 회로 | 증폭 회로 |
| 프로그램 | 필요 | 불필요 |
| 정밀도 | 높다 (필요한 만큼) | 제한적 |
| 연산 속도 | 느리다 | 빠르다 |
| 용도 | 범용 | 특수 목적 (과학·공학 측정) |
| 주요 연산 | 사칙 연산 | 미분·적분 |
세대별 소자와 처리 방식
- 1세대 진공관 · 2세대 트랜지스터 · 3세대 IC · 4세대 LSI · 5세대 VLSI, 인공지능 연구
- 일괄 처리: 모아 두었다가 한꺼번에 (급여 계산)
- 실시간 처리: 발생 즉시 처리 (좌석 예약, 은행 ATM)
- 시분할: CPU 시간을 잘게 나눠 여러 사용자가 동시에 쓰는 것처럼
- 분산 처리: 여러 컴퓨터가 네트워크로 나눠 처리
- 임베디드 시스템: 가전·자동차 등 기기 안에 들어가 정해진 일만 하는 컴퓨터
1급에서 더 나오는 것
| 항목 | 알아 둘 것 |
|---|---|
| 신뢰성 시스템 | 듀얼 시스템: CPU 두 개가 같은 일을 함께 처리해 결과를 대조. 듀플렉스 시스템: 한쪽이 일하고 다른 쪽은 대기하다가 고장 나면 넘겨받음 |
| 처리 방식 | 다중 처리: CPU 여러 개로 동시에. 다중 프로그래밍: CPU 하나로 여러 프로그램을 번갈아. 분산 처리: 여러 컴퓨터가 통신망으로 나눠 처리. 임베디드: 기기 안에 들어가 정해진 기능만 하는 컴퓨터(세탁기·자동차) |
| 세대 | 1세대 진공관, 2세대 트랜지스터, 3세대 집적 회로, 4세대 고밀도 집적 회로·개인용 컴퓨터, 5세대 인공 지능 |
시험에 이렇게 나와요
- 자료 처리 방식 발달 순서 → 일괄 처리 → 실시간 처리 → 분산 처리
- 디지털 컴퓨터 → 숫자·문자, 산술·논리 연산, 프로그래밍 필요 / 아날로그 → 연속 값, 미분·적분, 증폭 회로
- 몸에 착용하는 컴퓨터 → 웨어러블 컴퓨터
- 가전제품에 넣은 전용 시스템 → 임베디드 시스템 (모아서 한꺼번에 처리하는 것은 일괄 처리)
- (1급) 듀얼(동시 처리·대조) 대 듀플렉스(대기 후 교대), 다중 처리 대 다중 프로그래밍, 임베디드
확인 문제
Q1. 온도·속도처럼 연속적으로 변하는 값을 바로 입력받아 처리하는 컴퓨터는?
- 개인용 컴퓨터
- 아날로그 컴퓨터
- 디지털 컴퓨터
- 메인프레임
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2번 아날로그 컴퓨터
아날로그는 연속된 물리량(전압·온도)을 다루고 출력은 곡선·그래프다. 디지털은 숫자·문자처럼 셀 수 있는 값을 다루며 정밀도가 높고 범용이다.
Q2. 디지털 컴퓨터의 특징으로 옳은 것은?
- 주로 미분·적분 연산을 한다
- 프로그램이 필요 없다
- 정밀도가 높고 범용이다
- 증폭 회로를 쓴다
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3번 정밀도가 높고 범용이다
'정밀도가 높고 범용이다'가 디지털 컴퓨터의 특징이다. 증폭 회로를 쓰고 미분·적분 연산에 강한 것은 아날로그 컴퓨터다. 디지털 컴퓨터는 프로그램이 있어야 움직인다.
Q3. 컴퓨터 세대와 주요 소자의 연결이 옳은 것은?
- 3세대 - 집적 회로(IC)
- 2세대 - 진공관
- 4세대 - 진공관
- 1세대 - 트랜지스터
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1번 3세대 - 집적 회로(IC)
진공관 → 트랜지스터 → IC → LSI → VLSI.
Q4. 은행 현금 인출기처럼 요청이 들어오면 즉시 처리하는 방식은?
- 실시간 처리
- 분산 처리
- 시분할 처리
- 일괄 처리
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1번 실시간 처리
실시간 처리다. 요청이 들어오는 즉시 처리해 결과를 돌려준다. 일괄 처리는 모아 두었다가 한꺼번에 처리한다.
헷갈리기 쉬운 O·X
아날로그 컴퓨터는 디지털 컴퓨터보다 연산 속도가 빠르다.
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O 대신 정밀도가 낮고 특수 목적이다.
하이브리드 컴퓨터는 디지털과 아날로그의 장점을 합친 것이다.
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O 맞다. 디지털의 정밀함과 아날로그의 빠른 연속 계산을 합쳐 의료·공정 제어 같은 특수 목적에 쓴다.
개인용 컴퓨터는 아날로그 컴퓨터다.
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X 틀리다. 개인용 컴퓨터는 숫자(0과 1)로 계산하는 디지털 컴퓨터다.