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데이터베이스 강의 소개데이터베이스 강의 소개데이터베이스 강의 소개데이터베이스 강의 소개

김김 학학 범범 Ph.DPh.D/CISSP/CISSP김김 학학 범범 //

2009. 2009. 7. 7.

00데이터베이스

강의강의 개요개요(1)(1)강의강의 개요개요(1)(1)

강의명 : 데이터베이스담당교수 : 김 학 범담당교수 : 김 학 범

중앙대학교 전자계산학과(’90, 공학석사)아주대학교 컴퓨터공학과(2001, 공학박사)한국전산원(’91 10 ’96 6)한국전산원(’91.10 ~ ’96.6)한국정보보호진흥원(KISA) 기술표준팀장(’96.7~2001.8)㈜드림시큐리티 상무이사(2001.8~2003.1)㈜장미디어인터렉티브 상무이사(2003.2~2005.3) 정보보호연구소 부소장(2005.4~2007.12)SK인포섹㈜ 솔루션기획실장(2008 4~2009 6)SK인포섹㈜ 솔루션기획실장(2008.4 2009.6)㈜에스지알아이 통합보안기술연구소 기술이사(2009.7~현재)순천향대학교 정보보호학과 겸임교수(2001.3~2009.2)동국대학교 국제정보대학원 겸임교수(2005 9 현재)

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동국대학교 국제정보대학원 겸임교수(2005.9~현재)한양대학교 사회교육원 주말반 강의(2008.5~현재)

강의강의 개요개요(2)(2)강의강의 개요개요(2)(2)

교재 및 참고자료교재교재

각종 최신 인터넷 자료

평가방법출석 10% (2/3 이상 출석) 불참시 연락 및 사유서출석 : 10% (2/3 이상 출석) – 불참시 연락 및 사유서

무단 결석 4회 -> F학점※ 연락처 : 010-3993-0707, [email protected]

레포트 : 10%시험(2회) : 80%

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주요주요 내용내용주요주요 내용내용

1. 컴퓨터와 정보화 사회

2 이동통신 시스템2. 이동통신 시스템

3. 운영체제와 소프트웨어

4 바이오인식 특강4. 바이오인식 특강

5. 스마트카드 기술 동향

6 전자여권 기술동향6. 전자여권 기술동향

7. 유비쿼터스 컴퓨팅

8. RFID

9. 전자상거래와 비즈니스

3

10. 데이터베이스

제1장 컴퓨터와 정보화 사회제1장 컴퓨터와 정보화 사회제1장 컴퓨터와 정보화 사회제1장 컴퓨터와 정보화 사회

김김 학학 범범 Ph.DPh.D/CISSP/CISSP김김 학학 범범 //

2009. 2009. 8. 8.

44데이터베이스

목목 차차목목 차차

정보와정보와 정보화정보화 사회사회정보와정보와 정보화정보화 사회사회

컴퓨터컴퓨터 시스템의시스템의 필요성필요성, , 기능기능 및및 구조구조

컴퓨터의컴퓨터의 역사와역사와 발전발전

컴퓨터의컴퓨터의 종류종류컴퓨터의컴퓨터의 종류종류

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정보와정보와 정보화정보화 사회사회

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정보란정보란

자료(DATA)란자료는 생활에서 관찰이나 측정을 통해 얻을 수 있는 문자나 그림, 숫자 등의 값

정보(INFORMATION)란자료를 어떤 주제에 맞게 가공하고 처리해서 얻은 결과로서 실용성이 있는자료의 모음

정보의 조건정보의 조건이용자가 원하는 목적에 맞아야 한다. 의미나 가치가 쉽게 변해서는 안 된다. 누구나 쉽게 이용할 수 있어야 한다누구나 쉽게 이용할 수 있어야 한다.

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정보의정보의 표현표현

데이터의 표현비트(BIT)

‘Binary Digit’의 약자로 컴퓨터에서 사용되는 정보표현의 가장 기본적인단위

2진수로 표현

아날로그 정보와 디지털 정보디지털 정보란

결과가 확연히 구분될 수 있는 이산적인 정보

아날로그 정보

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아날로 정보

연속적으로 이어지는 정보

정보화정보화 사회사회(1)(1)

정보화(information)고도의 정보통신 기술 혁신을 배경으로 경제와 사회의 중심이 물질이나 에의 정 통신 기술 혁신을 배경 경제와 사회의 중심이 물질이나 에너지로부터 정보로 이동하고, 정보를 정보통신 기술을 사용하여 사회 전 분야에 널리 확산시키는 것

정보화 사회 (information Society)정보가 중요한 재화로 인식되어 정치, 경제, 사회, 문화, 환경 등 각 분야에정보가 중요한 재화로 인식되어 정치, 경제, 사회, 문화, 환경 등 각 분야에서 다양하게 활용되는 사회

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정보화 사회의 특징정보통신을 이용해 보다 빠르게 생산 및 확산시키는 환경이 만들어짐정 통신을 이용해 다 빠 게 생산 및 확산시키는 환경이 만들어짐

컴퓨터의 발달로 사회에 자동화가 확산

통신기술의 발달로 전자상거래의 등장 및 재택근무가 확산

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교육 정보화책과, 칠판에 쓰는 강의에서 벗어나 정보과학을 활용하여 교육의 정보화와책과, 칠판에 는 강의에서 벗어나 정 과학을 활용하여 육의 정 화와첨단화를 추진하는 것

우리나라에서의 교육 정보화 현황

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NEIS(National Education Information System)현재 정부에서는 추진하는 e-교육행정정보서비스현재 정부에서는 추진하는 육행정정 서비

목표

업무 처리 방식 개편을 통한 교원 업무 경감

자녀의 학교생활정보 제공을 통한 학부모 지적 권리 충족자녀의 학교생활정보 제공을 통한 학부모 지적 권리 충족

국민을 위한 빠르고 편리한 민원 서비스 제공

교육 행정 업무의 효율적 처리와 투명성 제고

대입전형자료의 전자적 O t 서비스 제공대입전형자료의 전자적 One-stop 서비스 제공

국가 경쟁력 제고를 위한 지식정보사회형 전자정부 확립

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행정정보화란행정업무의 처리방식의 혁신행정업무의 처리방식의 혁신

행정 서비스의 질의 향상

국가사회에 정보기반을 구축

기존의 업무의 자동화기존의 업무의 자동화

행정을 효율화 하고 간소화

국민의 행정서비스 욕구를 충족

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컴퓨터의컴퓨터의 필요성필요성, , 기능기능 및및 구조구조

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컴퓨터의컴퓨터의 필요성필요성

컴퓨터의 필요성모든 가전기기와 결합하고 있으며, 전기가 공급되는 모든 기계에 까지 컴퓨든 가전기기와 결합하 있 며, 전기가 공급되는 든 기계에 까지 컴퓨터가 활용

모든 회사에서 컴퓨터를 업무에 이용하고 있으며, 이를 통해 매우 신속하고정확한 처리가 가능

가상현실이나 모의 실험을 활용하면 사람에게 직접적인 위험 부담을 줄일수 있음

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컴퓨터의컴퓨터의 기능기능

컴퓨터의 기능사람의 기능에 비유되는 다섯 가지 기능을 수행하며, 추가적으로 통신기능사람의 기능에 비유되는 다섯 가지 기능을 수행하며, 추가적 통신기능을 말한다.

기능의 구분입력기능입력기능

기억기능

출력기능

처리기능처리기능

통신기능

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컴퓨터컴퓨터 하드웨어의하드웨어의 종류와종류와 기능기능

컴퓨터 하드웨어란?컴퓨터를 구성하는 여러 부품이나 기계장치와 같은 물리적인 장비컴퓨터를 구성하는 여러 부품이나 기계장치와 같은 물리적인 장비

컴퓨터 하드웨어의 종류중앙처리장치 입력장치 출력장치 저장장치중앙처리장치, 입력장치, 출력장치, 저장장치

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입력장치입력장치 -- 키보드키보드

키보드용도용

기본적인 문자나 숫자를 입력하는 입력장치

특성국내에서 사용되는 키보드는 거의 미국에서 설계된 101 키를 가진 키보드에 한글국내에서 사용되는 키보 는 거의 미국에서 설계된 키를 가진 키보 에 한글키를 할당한 형식에 한글/영문 전환키와 한자키를 추가한 103키보드가 사용

최근에 들어서는 윈도우 95용의 키를 추가한 106키보드가 많이 이용.

종류주로 사용되는 키의 형식에 따라 나뉨

기계식, 폼(Foam), 돔(Dome),멤브레인(Membrane),캐퍼씨티브(Capacitive)캐퍼씨티브(Capacitive)

OLED 방식 옵티머스 막시무스(113개)아트 레베데브사(Art. Lebedev)

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입력장치입력장치 -- 마우스마우스

마우스용도

아이콘이나 메뉴 등을 클릭 → 원하는 명령을 손 쉽게 컴퓨터에게 전달

특성영상편집 등의 그래픽작업을 손쉽게 할 수 있음윈도우즈와 같은 GUI 기반의 운영체제를 제어하기에 유용

분류움직임의 검출방식에 따라

볼 마우스 광학 마우스 레이저 마우스볼 마우스, 광학 마우스, 레이저 마우스

연결방법에 따라시리얼 마우스, PS/2 마우스, USB 마우스, 무선 마우스

버튼의 개수에 따라1버튼, 2버튼, 3버튼 마우스

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입력장치입력장치 –– 마우스마우스((검출방식에검출방식에 따른따른 분류분류) ) -- 볼마우스볼마우스

볼마우스작동원리작동원리

볼의 움직임을 감지하고 포인터의 상대적인 위치를 계산하여 포인터를 이동

특성편평한 곳이면 아무 곳이나 얹어놓고 사용가능편평한 곳이면 아무 곳이나 얹어놓 사용가능

볼의 움직임을 감지하는 롤러에 먼지와 이물질이 끼면 동작이 원활하지 못할 수있음

주기적으로 먼지와 이물질을 제거

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입력장치입력장치 –– 마우스마우스((검출방식에검출방식에 따른따른 분류분류) ) -- 광학마우스광학마우스

광학마우스작동원리작동원리

광 센서와 발광부를 이용하여 마우스의 움직임을 감지하는 방식

특성먼지나 이물질에 대한문제가 없고 수명이 길다먼지나 이물질에 대한문제가 없 수명이 길다

볼 마우스보다 더 정밀함

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입력장치입력장치 –– 마우스마우스((검출방식에검출방식에 따른따른 분류분류) ) -- 레이저마우스레이저마우스

레이저마우스작동원리작동원리

광마우스의 기본적인 동작 원리는 비슷

빛을 내는 광원의 차이

특성특성레이져 광선은 일반 광마우스보다 집속성이 우수하기 때문에 표면의 상태를 더 자세히 입력 할 수 있음

파장이 레이저가 광에 비해 짧기 때문에 빛의 산란이줄어들어서 인 의 작동이 줄어듬줄어들어서 포인트의 오작동이 줄어듬

보통 저가 마우스를 고속으로 이동하면 마우스 포인트가 정상적으로 이동이 안되는 경우가 있는데 이는마우스의 파장때 문에 빛이 퍼지기 때문에 정확한 포

로지텍의 G9x 레이저 마우스

마우 의 파장때 문에 빛이 퍼지기 때문에 정확한인팅이 안되는 현상임

결론적으로 구조상 레이저가 훨씬 나은 성능을 보임

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입력장치입력장치 –– 마우스마우스((연결방법에연결방법에 따른따른 분류분류--1)1)

시리얼 마우스시리얼 포트에 연결시리얼 에 연결

조립 제품에서 흔히 사용되던 방식

9핀과 25핀 시리얼 포트에 연결가능

PS/2 마우스PS/2 마우스컴퓨터의 PS/2 마우스 커넥터에 연결

PS/2 마우스 커넥터 역시 키보드 커넥터와 같은 크기로 지름이 1/3인치이고 마우스 연결 커넥터는 6개인데고 마우스 연결 커넥터는 6개인데이 중에서 4개의 핀만 사용

PS/2마우스는 모뎀과 충돌을 일으키지는않지만 IRQ 12번을 사용하여 시스템에서않지만 Q 번을 사용하여 시스템에서사용할 수 있는 인터럽트가 줄어드는 단점

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USB 마우스USB 포트에 연결에 연결

별도의 마우스 포트가 마련되지 않거나 키보드 포트와 혼용되는 포트 1개만 마련된 노트북 등에서 선호

USB 마우스가 선호되는 가장 큰 이유마우 가 선 되는 가장 큰 이유시스템 자원을 아낄 수 있음

USB 마우스를 사용하면 하나의 USB 포트에 여러 개의 장치를 연결하기 때문에IRQ를 아낄 수 있음

IRQ란Q란자신의 운영에 관하여 신호를 보내오는주변장치들을 식별하기 위해 각 주변장치별로 미리 할당해 놓은 장소

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무선마우스 – 블루투스 이용인터페이스에 관계없이 무선으로 동작하는 마우스인터페이 에 관계없이 무선 동작하는 마우

적외선으로 수신기와 통신

사용법①마우스 포트에 수신기를 꽂음①마우스 포트에 수신기를 꽂음

②테이블 위에 얹어놓음

③마우스에는 배터리를 넣어 사용

LG전자 CM-900 USB

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블루투스 마우스블루투스 무선기술을 통해 별도의블루투 무선기술을 통해 별 의무선 수신기 없이도 블루투스가 탑재된 노트북이나 데스크탑과 무선으로 빠르게 연결

최대 미터 까지 안정적인 선최대 10미터(M)까지 안정적인 무선제어 성능을 제공하는 것이 특징

고감도 레이저 센서’를 탑재, 광택이나 나뭇결이 있는 책상 등 일반적인나 나뭇결이 있는 책상 등 일반적인광마우스가 사용되기 어려운 표면에서도 정확한 커서 제어와 부드럽고빠른 움직임을 제공 로지텍 블루투스 마우스 M555b

이에 노트북을 여러 장소로 이동하며 사용할 경우, 장소에 구애 받지않고 마우스를 사용할 수 있어 편리

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입력장치입력장치 –– 마우스마우스((버튼버튼 개수에개수에 따른따른 분류분류))

하나의 버튼주로 매킨토시 컴퓨터에서 사용주 매킨 시 컴퓨터에서 사용

두 개 버튼현재 대부분의 컴퓨터에서 사용

세 개의 버튼세 개의 버튼버튼에 별도의 기능을 추가하여, 근래에는 거의 사용되지 않음

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입력장치입력장치 –– 스캐너스캐너

스캐너용도

컴퓨터에서 편집하고 표현하기 위해 사진, 포스터, 신문 등의 인쇄물 및 그 외의자료로부터 이미지를 컴퓨터 내부로 입력

목표스캐너는 종이에 인쇄되거나 그려진 이미지를 높은 해상도로 읽어 들여 컴퓨터스캐너는 종이에 인쇄되거나 그려진 이미지를 높은 해상도로 읽어 들여 컴퓨터내부에 전달하는 것을 목표

분류형태에 따라 수동식과 플랫베드 형식 읽어 들일 수 있는 색상에 따라 컬러와 흑백형태에 따라 수동식과 플랫베드 형식, 읽어 들일 수 있는 색상에 따라 컬러와 흑백스캐너로 구분

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입력장치입력장치 -- 디지털카메라디지털카메라

디지털카메라디지털 카메라로 찍은 영상데이터는 디지털화 된 정보 → 컴퓨터를 이용하디지털 카메라 찍은 영상데이터는 디지털화 된 정 컴퓨터를 이용하여 직접 처리가능

디지털카메라의 성능이 놀라울만큼 발전

대부분의 핸드폰에 카메라기능이 탑재되어 있어서 손쉽게 간단한 스냅사진대부분의 핸 폰에 카메라기능이 탑재되어 있어서 손쉽게 간단한 냅사진을 찍은 후 커넥터를이용하여 컴퓨터로 입력가능

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입력장치입력장치 –– 마이크마이크, , 터치스크린터치스크린

마이크소리데이터를 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터 내부로 전달

터치스크린터치스크린손으로 모니터의 표면을 누르면 이 위치를 추적하여 버튼을 누른 동작으로인식

선택의 정밀도가 떨어짐 작업이 불편 → 은행의 현금지급기나 여객터미널선택의 정밀도가 떨어짐, 작업이 불편 → 은행의 현금지급기나 여객터미널등의 안내 단말기, 차량 네비게이션 등에 많이 사용

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입력장치입력장치 -- 지문인식기지문인식기

지문인식기비밀번호를 이용한 사용자인증 시스템은 컴퓨터의 발달 초기부터 지금까지비밀번 를 이용한 사용자인증 시 템은 컴퓨터의 발달 기부터 지금까지큰 변화 없이 약 50여 년간 지속

비밀번호의 노출 및 해킹의 위험은 아직도 여전히 곳곳에 편재

지문인식이나 홍채인식과 같은 생체인식기술의 연구가 지속적으로 이루어지문인식이나 홍채인식과 같은 생체인식기술의 연구가 지속적 이루어져왔지만 은행이나 경비업체와 같은 특별한 단체에서만 소규모로 이용될뿐 아직까지 크게 대중화되지는 않았음

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출력장치출력장치 –– 모니터모니터(CRT)(CRT)

CRT작동원리작동원리

음극선관에 설치된 전자총에서 전자를 방출 → 형광체가 코팅되어있는 형광면을 자극 → 빛을 내어색상을 표시

구성구성전자총, 쉐도우 마스크, 자기 편향코일 등

특성LCD 의 가격이 저렴해짐에 따라 CRT의 사용이 많이 줄어 들고 있는 추세

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출력장치출력장치 –– 모니터모니터(LCD)(LCD)

LCD(Liquid Crystal Display)장점장점

LCD 판넬을 이용하여 크기를 획기적으로 줄임

CRT모니터 소비전력의 약 25%정도만 소비

장시간 사용해도 눈에 피로가 없음시 사 해 에 피 가

CRT방식에 비해 화면의 왜곡이 없고 더욱 선명

화면상의 상태가 안정적이며 색감이 뛰어난 장점

단점단점화면의 밝기가 CRT 모니터에 비해 떨어짐

해상도에 따른 유연성이 없음

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출력장치출력장치 –– 모니터모니터(LED)(LED)

LED 모니터LED 광원을 이용하여 저전력과 친환경을 구현광원을 이용하여 저전력과 친환경을 구현

LED는 빛을 내는 반도체로서 이 LED 빛을 제어하여 무선통신을 할 수 있다.

LED로 무선통신하는 것을 가시광 무선통신(Visible Light Communications: VLC) 이라고 한다.

LED는 수은을 함유하고 있는 형광등과 달리 수은을함유하고 있지 않아서 친환경적이며, 5만 시간 이상의 긴 수명, 전기 효율이 나쁜 백열등에 비해 90%의 긴 수명, 전기 효율이 나쁜 백열등에 비해 90% 전기 효율 향상 등의 장점을 갖고 있다.

LED 응용 융합은 LED 전력 감소 및 사용 시간 증가에 따른 폐기물 감소뿐만 아니라, 융합에 의한탄소량을 감축시킬 수 있다.

기존 기술에서 조명을 위한 탄소량과 통신을 위한탄소량이 필요했다면, 가시광 무선통신은 조명과 통신을 동시에 할 수 있기에 약 50%에 가까운 탄소량

LG전자 22인치 와이드모니터(W2286L)

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신을 동시에 할 수 있기에 약 50%에 가까운 탄소량을 감소시킴

LED(Light Emitting Diode) : 발광다이오드

출력장치출력장치 –– 프린터프린터(1)(1)

프린터의 역할컴퓨터에 의해 디지털화 된 텍스트나 이미지 정보를 사람이 이해할 수 있는컴퓨터에 의해 디지털화 된 텍 나 이미지 정 를 사람이 이해할 수 있는아날로그 형태로 변환하여 종이에 출력

충격식과 비충격식 프린터로 구분충격식충격식

활자 키로 리본을 때리면 종이에 글자가 찍히는 방식

도트 매트릭스 프린터는 저가의 PC용 프린터로 군림

비충격식비충격식잉크젯프린터

잉크 카트리지에 있는 잉크를 종이 위에 분사하는 방식

레이저 프린터레이저 린터토너를 원하는 위치로 끌어당기기 위해 거울로부터 반사되는 레이저광선을 사용하는 방식

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도트 매트릭스작동원리작동원리

작은 전기식 해머를 이용, 인쇄 핀을 리본 위에 때려 리본에 묻어있는 잉크 성분이 종이에 묻게 함

단점인쇄 시 소음이 큼

해상도는 180DPI 정도 → 최근에는 많이 사용되고 있지 않음

장점여러 장의 종이에 먹지를 넣어 겹쳐놓고 인쇄하는 것이 가능 → 영수증놓 인쇄하는 것이 가능 영수증인쇄 등을 위한 업무용으로 아직도많이 사용유지비가 거의 들지 않음

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잉크젯(Inkjet)작동원리작동원리

미세한 잉크를 용지에 분사하여 이미지를 표현

작은 점의 집합으로 형성되어 이미지를 표현 → 점의 크기가 작을수록 고품질의이미지 출력가능

단점잉크 카트리지의 가격이 비쌈

인쇄속도가 느림

고장이 잦음

장점소음이 적음

프린터의 가격이 저렴

고 품질의 사진 출력가능

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레이저 프린터작동원리작동원리

데이터를 읽은 후 글씨와 여백의 색을 구분하여 토너를 종이에 묻히는 방식

복사기의 원리와 동일

특성특성출력속도가 빠름

선명한 해상도

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출력장치출력장치 -- 스피커스피커

용도컴퓨터가 처리한 출력신호를 사람이 들을 수 있는 가청영역의 음성신호컴퓨터가 처리한 출력신호를 사람이 들을 수 있는 가청영역의 음성신호로 변환하여 출력

작동원리모터가 진동판을 진동 → 그것과 직접 접촉하고 있던 공기가 진동→ 본모터가 진동판을 진동 → 그것과 직접 접촉하고 있던 공기가 진동→ 본래의 말 또는 음악신호의 형태에 해당하는 음파가 발생

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기억장치기억장치 –– 주기억장치주기억장치(1)(1)

주기억장치역할역할

프로그램이 실행될 때 보조기억장치로부터 프로그램이나 자료를 읽어 들여 실행시킬 수 있는 기억장소

종류와 특성

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기억장치기억장치 –– 주기억장치주기억장치(2)(2)

다양한 형태의 메모리 간의 단일 bit cell의 비교

메모리 유형 분류메모리 유형 분류

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기억장치기억장치 –– 보조기억장치보조기억장치(1)(1)

하드디스크여러 장의 둥근 금속판에 magnetic 성분을 입혀 놓은 보조 기억장치여러 장의 둥근 금속판에 g 성분을 입혀 놓은 기억장치

단점 : 이동이 힘듬 -> 이동식 디스크 출시

이점 : 속도가 빠르고 기억 용량이 크다용량: 디스켓보다 훨씬 더 많은 양의 데이터 저장용량: 디스켓보다 훨씬 더 많은 양의 데이터 저장

빠른 접근 시간: 디스켓보다 훨씬 빨리 데이터를 저장, 인출이 가능

멀티미디어를 위해서는 반드시 필요한 매체사운드 영상 등의 대용량 데이터 요구사운드, 영상 등의 대용량 데이터 요구

빠른 접근시간의 요구

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하드디스크(Cont’d)용량HDD의 구성용량 의 구성

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하드디스크(Cont’d)작동원리작동원리

자성체를 입힌 원판형 알루미늄 기판을 회전시키면서 자료를 저장하고 읽고 쓸수 있는 보조기억장치

용량1990년대 중반 : 1GB급

1990년대 후반 : 16GB급

최근에는 160GB, 500GB, 750GB 등의 대용량 하드디스크

세계적으로 저장용량은 매년 60%씩 증가

가격은 분기당 12%씩 하락하는 추세

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CD-ROM작동원리작동원리

정보는 광택이 나는 기층에 구멍의 형태로 저장

레이저 빛의 반사 정도를 측정해 정보를 읽음

에러 탐지(error detection) 정보에러 탐지( ) 정보

데이터를 저장할 경우에는 디스크의 한쪽 면만을 이용

용량640~700MB까지 정보를 저장가능 → 책 26만 쪽, 또는 74분 분량의 음악이나640 700MB까지 정보를 저장가능 책 26만 쪽, 또는 74분 분량의 음악이나비디오를 저장할 수 있는 분량

일반문서나 오디오, 컴퓨터 그래픽스, 비디오 정보를 저장하기에 용이

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CDROM(Cont’d)동작 원리 아크릴 코팅 : 먼지와동작 원리

상표

아크릴 코팅 : 먼지와긁힘으로부터 보호

알루미늄이나금으로 코팅

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매끄러운 표면 위에작은 피트들로 인쇄


CD−ROM Drive Speeds라이 에서 몇 배속의 의미CD 드라이브에서 몇 배속의 의미는 ?

1배속은 150Kbytes/sec을 의미

Audio is single speedConstant linear velocity(CLV)

1.2 ms-1

Track (spiral) is 5.27km long

Gives 4391 seconds = 73.2 minutes

Other speeds are quoted as multiples

e.g. 52x

Quoted figure is maximum drive can achieve

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CD−ROM 블록의 형식

동기(Sync) : 블록의 시작을 나타냄

헤더(Header) : 블록 주소와 모드 바이트를 포함Mode 0=blank data field

Mode 1=2048 byte data+error correction code(388 byte)

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Mode 2=2336 byte data


CD-R (CD−recordable)데이터를 한번 또는 적은 횟수만 복사할 필요가 있는 응용 분야를 위하여데이터를 한번 는 적은 횟수만 복사할 필 가 있는 응용 분야를 위하여개발

디스크가 적당한 강도의 레이저 광선을 이용하여 한번 기록할 수 있도록 준비

문서나 파일 보관용 저장장치에 적합하며, 부피가 큰 사용자 데이터를 영구적으로기록해 둘 수 있음

CR-RW (CD Rewriteable)위상 변경(phase change) 방식을 사용위상 변경(phase change) 방식을 사용

두 개의 서로 다른 상태(state)에서 반사율이 많이 달라지는 재료를 이용

비결정 상태(amorphous state) : 분자들이 임의로 배치되며 빛을 잘 반사하지 못함함

결정 상태(crystalline state) : 빛을 잘 반사하는 매끄러운 표면을 가짐

500,000 ~ 1,000,000번의 삭제 사이클 동안 사용 가능

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DVD − what’s in a name?Digital Video Diskg

Used to indicate a player for moviesOnly plays video disks

Digital Versatile Disk(디지털 다목적 디스크)gUsed to indicate a computer drive

Will read computer disks and play video disks

Dogs Veritable Dinner

Officially − nothing!!!

50


DVD-technologyMulti−layery

Very high capacity (4.7G per layer)

Full length movie on single diskUsing MPEG compressionUsing MPEG compression

Finally standardized (honest!)

CD-ROM 과의 비교비트들이 더욱 가까이 위치비트들이 더욱 가까이 위치

CD : 나선형 루프 간격 → 1.6μm, 피트 사이의 최소거리 0.834 μm

DVD : 나선형 루프 간격 → 0.74μm, 피트 사이의 최소거리 0.4 μm

용량이 7배 정도 증가(4.7G)

두번째 피트들을 사용 → 8.5G

양면 가능(17G)

51


CD & DVD

① 비트들이 더 가까이 위치

② 두번째 층의 피트 사용 가능(8.5GB)

③ 양면이 가능(17GB)

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플로피디스크작동원리작동원리

자성체를 코팅한 원형의 마일러 기판으로, 특별한 재킷 안쪽에서 회전하게 되어있음

분류기록밀도(용량)에따라 2D, 2DD, 2HD

2D : 약 36만 자(360KB)

2HD : 120만 자(1.2MB)

크기에 따라 5.25인치, 3.5인치

장점재사용가능

저렴한 비용

53


자기테이프자료 처리가 순차적으로만 이루어져 처리시간이 느림자 처리가 순차적 만 이루어져 처리시간이 림

자기테이프에 자료를 추가해야 하므로 단순히 보조기억장치로 사용하기에는 무리

대용량의 데이터를 저장 → 중요한 자료의 백업(backup)용대용량의 데이터를 저장 중 한 자 의 백업( p)용

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플래시메모리이용분야이용분야

메인보드, 그래픽카드 등의 바이오스(BIOS), 디지털텔레비전, 디지털캠코더, 휴대전화, 디지털카메라, 개인휴대단말기(PDA, 게임, MP3플레이어 등

장점소비전력이 작음

비휘발성

작고 가벼움 → 휴대성

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중앙처리장치중앙처리장치(1)(1)

역할컴퓨터 시스템 전체를 제어, 모든 연산을 처리컴퓨터 시스템 전체를 제어, 모든 연산을 처리

입력장치로부터 원시자료를 받아서 처리 → 그 결과를 출력장치로 보내는일련의 과정을 제어하고 조정

구성구성제어장치, 산술/논리장치, 레지스터

마이크로프로세서의 분류CISCCISC

CPU레벨에서 한번에 처리할 수 있는 다양한 명령어 집합을 제공

칩의 구조가 복잡 → 생산단가가 비쌈

RISCRISC CISC에서 제공하는 다양한 명령어 중 실제 자주 이용되는 명령어는 많지 않다는점에 착안

적은 명령어집합 → 단순화된 칩의 구조 → 처리속도를 크게 향상

56

적은 명령어집합 → 단순화된 칩의 구조 → 처리속도를 크게 향상

CISC에 비해 가격이 저렴

중앙처리장치중앙처리장치(2) (2) -- 제어장치제어장치

제어장치모든 장치들이 효율적으로 동작할 수 있도록 제어신호를 보내주는 장치

입력, 기억, 출력, 연산 등의 각 작업을 제어하고 관리, 감독하는 기능을 수행

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중앙처리장치중앙처리장치 -- 기억장치기억장치

기억장치역할

프로그램의 데이터나 연산 결과를 임시로 저장

종류프로그램 카운터(PC)

프로그램의 수행순서를 제어하는 레지스터로 다음에 실행 할 명령의 번지 기억프로그램의 수행순서를 제어하는 레지스터로 다음에 실행 할 명령의 번지 기억

명령 레지스터(IR)현재 수행중인 명령의 내용을 기억하는 레지스터.

명령해독기명령 레지스터에 기억된 명령을 해독

번지 레지스터(MAR)기억장소의 번지(주소)를 기억하는 레지스터.

기억 레지스터(MBR)기억 레지스터(MBR)기억장치를 통해 접근되는 정보가 기록되는 레지스터.

58

중앙처리장치중앙처리장치 -- 연산장치연산장치

역할실제 프로그램의 명령을 실행하며 산술연산, 논리연산 등 각종 연산을 수실제 램의 명령을 실행하며 산술연산, 논리연산 등 각종 연산을 수행하는 장치

특성입력과 출력을 위해 프로세서와 메인 메모리 그리고 입출력 장치에 직접입력과 출력을 위해 프로세서와 메인 메모리 그리고 입출력 장치에 직접액세스

출력은 레지스터 내에 있는 결과와, 수행된 연산이 성공적이었는지에 관한 상태를 알려주는 값들로 이루어짐

구성누산기, 데이터레지스터, 가산기, 상태레지스터

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컴퓨터의컴퓨터의 역사와역사와 발전발전

60

컴퓨터의컴퓨터의 역사역사(1)(1)

초기의 계산기계산자 (slide rule)계산자 ( )

17세기 스코틀랜드의 수학자인 존 네이피어가 만든 공업용 계산자

대수표로 시작하여 오트레드의 도움으로 완성

로그(logarithm)를 발명g

네이피어의 계산봉(Napier’s Bones)1617년 공업용 계산도구 발명

1642년 파스칼이 만든 수동식 계산기의 등장으로 퇴장년 파 칼이 만든 수동식 계산기의 등장 퇴장

61


초기의 계산기(Cont’d)파스칼린(pascalin)파 칼린(p )

1642년 세리인 아버지를 위해

파스칼이 만든 계산기구

세가지 중요한 원칙을 세움세가지 칙 세자리올림은 자동적으로 수행

뺄셈은 다이얼을 역으로 회전시킴으로써 수행

곱셉은 덧셈의 반복적인 수행

라이프니쯔의 계산기1672년 파스칼의 계산기에 곱셈 기능추가

미적분학의 기초를 이룬 수학자

62


배비지의 해석기관(Analytic Engine)영국 케임브리지 수학과 교수인 배지지가 고안영국 케임 리지 수학과 수인 배지지가 안

1833년 미분기의 후속으로 제작시였으나 미완성

하지만 개념적으로 현대의범용 디지털 컴퓨터를 구성하는 기본적인 부분으로 구성됨구성됨

제어부분, 산술연산부분, 기억장치, 입출력장치 등을 포함

해석기관은 모든 범용 디지털 컴퓨터의 본체

세기에 많은 시 가 있었지만 학기술의

63

※ 18세기에도 많은 시도가 있었지만 공학기술의한계와 비용 등의 문제로 상업적으로는 성공하지 못함


상업적인 계산기가산기(adding/listing machine)가산기( g/ g )

1884년 버러프(William Seward Burroughs)가 개발

상업적으로 성공한 최초의 기계

현대의 가산기가 갖추고 있는 대부분의 모형을 갖춤대의 가 기가 추 대부 의

파스칼 이후 시작되었던 기계적 연산기의 실현

컴프토미터(comptometer)1877년 펠트(Door Felt)가 설계년 펠 ( )가 설계

여러 순서에 의한 키 구동 방식의 계산기

1902년까지 성공적으로 사용됨

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상업적인 계산기(Cont’d)BOLEE MACHINE

1887년 프랑스인 볼레(Leon Bollee)는 곱셈 수행에 있어 덧셈을 반복하지 않고 직접 연산이 가능한 새로운 기계를 고안

109까지의 정상적인 곱셈을 수행

밀리어네어(millienaire)볼레의 원칙에 입각하여 제작되어 스위스에서 상업적으로 성공을 거둠

곱셈 연산을 위해 각 손잡이를 한번만 회전시키면 가능했으며 다음 자리로의 자리 이동이 자동적으로 가능

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컴퓨터의컴퓨터의 세대별세대별 구분구분(1)(1)

제1세대(1951~1958)주요소자 : 진공관주 자 진공관

연산 속도 : ms(10-3sec)

사용 언어 : 기계어, 어셈블리어

제2세대(1959~1964)제2세대(1959~1964)주요 소자 : 트랜지스터(TR)

연산 속도 : ㎲(10-66sec)

사용 언어 COBOL FORTRAN ALGOL 등사용 언어 : COBOL, FORTRAN, ALGOL 등

제3세대(1965~1970)주요 소자 : 집적회로(IC)

연산 속도 : ns(10-9sec)

사용 언어 : BASIC, PASCAL, LISP, PL/1 등

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컴퓨터의컴퓨터의 세대별세대별 구분구분(2)(2)

제4세대(1971~현재)

주요 소자 : 고밀도 집적회로(LSI)주요 소자 : 고밀도 집적회로(LSI)

연산 속도 : ps(10-12sec)

사용 언어 : C, ADA 등

제5세대(현재~)

주요 소자 : 초고밀도 집적회로(VLSI)

연산 속도 : fs(10-15sec)

사용 언어 : Visual C, Visual Basic, Java, Delphi 등

※ ps : pico second, fs : femco second

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제제11세대세대 : : 진공관진공관 -- ENIAC(1)ENIAC(1)

ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)최초의 범용 디지털 컴퓨터최 의 범용 디지털 컴퓨터

John Mauchly(펜실바니아대학)와 그의 제자인 John Presper Eckert 교수의감독 하에 개발

미육군 탄도연구소(BRL)에서 제2차 대전에서 사용할 무기 개발의 일환으로미육군 탄 연구 ( )에서 제 차 대전에서 사용할 무기 개발의 일환개발(1943~1946) : 전쟁에 쓰기에는 늦음

수소 폭탄의 개발 가능성을 검토하기 위해 일련의 복잡한 계산을 수행하는데 처음으로 사용됨으로써 범용성을 입증

1955년까지 BRL의 감독 하에 계속 사용됨

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제제11세대세대 : : 진공관진공관 -- ENIAC(2)ENIAC(2)

ENIAC의 세부내용

10진수 사용10진수 사용

기억장치 : 10자리 10진수를 저장할 수 있는 20개의 누산기(accumulator)로 구성 : 각각 10자리의 10진수를 기억

산술 연산도 10진수 체계에서 수행산술 연산도 10진수 체계에서 수행

스위치를 이용하여 수동으로 프로그래밍(케이블을 플러그에 삽입또는 제거)

18 000개의 진공관( b )18,000개의 진공관(vacuum tubes)

무게 : 30 tons

크기 : 1,500㎡기

전력소모 : 140 kW

초당 5,000개의 덧셈

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제제11세대세대 : : 진공관진공관 -- 폰폰 노이만노이만 기계기계(1)(1)

ENIAC의 수동식 프로그래밍의 문제를 극복하기 위해 저장 프로그램(stored-program) 개념을 도입

저장 프로그램 개념(stored-program concept)프로그램도 데이터와 마찬가지로 기억장치에 저장하는 방식

이 아이디어는 ENIAC 개발 프로젝트의 고문이었던 수학자 폰 노이만(John이 아이디어는 ENIAC 개발 프로젝트의 고문이었던 수학자 폰 노이만(John von Neumann)에 의해 제안

같은 시기에 알란 튜링(Alan Turing)도 제안함

1945년 새로운 컴퓨터인 EDVAC (Electronic Discrete VAriable Computer)의1945년 새로운 컴퓨터인 EDVAC (Electronic Discrete VAriable Computer)의개발 계획서를 통해 처음 발표

폰 노이만(von Neumann)과 그의 동료들은 Princeton Institute for Advanced Studies에서 1946년 IAS 컴퓨터를 개발을 시작Advanced Studies에서 1946년 IAS 컴퓨터를 개발을 시작

이 컴퓨터는 모든 범용 컴퓨터의 프로토타입이 됨

1952년에 완성

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IAS 컴퓨터의 구성

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레지스터 종류기억장치 버퍼 레지스터(MBR : Memory Buffer Register)기억장치 버퍼 레지 터( y g )

기억장치 주소 레지스터(MAR : Memory Address Register)

명령어 레지스터(IR : Instruction Register)

명령어 버퍼 레지스터(IBR : Instruction Buffer Register)명령어 버퍼 레지스터(IBR : Instruction Buffer Register)

프로그램 카운터(PC : Program Counter)

누산기(AC : accumulator)와 MQ(Multiplier Quotient)

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IAS 동작원리명령어 주기(instruction cycle)를 반복적으로 수행명령어 주기(instruction cycle)를 반복적으로 수행

명령어 주기는 인출 주기(fetch cycle)와 실행 주기(execution cycle)로 구성

인출 주기 : 주기억장치에 있는 명령어를 읽어서 중앙처리 장치 내부에 옮겨 실인출 주기 : 주기억장치에 있는 명령어를 읽어서 중앙처리 장치 내부에 옮겨 실행할 수 있도록 준비하는 단계

실행 주기 : 준비된 명령어를 실행하는 단계

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IAS 명령어 세트데이터 전송(Data transfer)데이터 전송(Data transfer)

기억장치와 ALU 레지스터 사이에 또는 ALU 내의 두 레지스터들 사이에 데이터를 이동

무조건 분기(Unconditional branch)보통 명령어를 순차적으로 하나씩 실행하지만 때로는 특정 위치로 이동한다음에 그 위치부터 명령어를 순차적으로 실행하여야 하는 경우에 사용

이 명령어는 무조건적으로 명령어의 실행 위치를 바꿀 때 사용

조건 분기(Conditional branch)위와 같지만 조건에 따라 실행 위치를 바꾸어 주는 명령어

결정 지점(decision point)을 둘 수 있게 해줌

산술(Arithmetic)ALU에 의해 수행되는 연산들

주소 수정(Address modify)

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ALU에서 주소를 계산하여 기억장치에 있는 명령어의 주소 부분에 삽입되게 해주는 명령어

이 명령어는 프로그램에게 상당한 주소지정의 융통성을 가질 수 있게 해줌


IAS 명령어 세트(Cont’d)

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IAS 명령어 세트(Cont’d)

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제제11세대세대 : : 진공관진공관 -- 상용상용 컴퓨터컴퓨터(1)(1)

1950년대에는 컴퓨터 시장을 석권한 두 회사들(Sperry와 IBM)과 더불어 컴퓨터 산업이 시작됨

1947년 Eckert − Mauchly 컴퓨터 회사 설립

첫 번째 상용 컴퓨터 : UNIVAC I (Universal Automatic Computer I)US Bureau of Census 1950 calculationsUS Bureau of Census 1950 calculations

Sperry − Rand 회사의 UNIVAC 부서로 흡수됨

유용한 응용 분야매트릭스 계산 통계 처리 생명보험 회사의 보험료 계산 등매트릭스 계산, 통계 처리, 생명보험 회사의 보험료 계산 등

1950년대 후반 − UNIVAC II 개발더 크고 빠른 컴퓨터 개발

성능 개선과 이전 모델과의 호환성호환성 (Compatibility) : 과거의 시스템에서 개발한 프로그램이 새로운 시스템에서도 수정 없이 실행될 수 있다는 것을 의미

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제제11세대세대 : : 진공관진공관 -- 상용상용 컴퓨터컴퓨터(2)(2)

1100시리즈 컴퓨터 개발UNIVAC 1103과 그 후속 모델들은 주로 복잡한 계산을 포함하는 과학 응용과 후속 델들은 주 복잡한 계산을 함하는 과학 응용에 적합한 시스템으로 개발

※ 다른 회사들은 대량의 문서 데이터 처리를 포함한 상업 응용에 집중

→ 수년간 이러한 역할 분담 유지

IBM (International Business Machine)천공카드( h d d) 처리장치의 중요한 제조회사천공카드(punched-card) 처리장치의 중요한 제조회사

1953년 - 701IBM의 최초의 전자식 저장 프로그램(electronic stored program) 컴퓨터

과학 응용들에 사용하기 위해 개발

1955년 – 702상업 응용에 알맞은 하드웨어 특징

78

이 두 컴퓨터들이 IBM을 세계 최고의 컴퓨터 회사가 되게 해준 700/7000 컴퓨터 계열이 최초 시스템임

제제22세대세대 : : 트랜지스터트랜지스터((1)1)

트랜지스터와 진공관의 차이크기 축소, 가격 하락, 발열량 감소, 실리콘으로 만든 고체 소자기 축 , 가격 하락, 발열량 감 , 실리콘 만든 체 자

트랜지스터 : 1947년 Bell Lab. 에서 개발, 1950년대 후반에 완전히 트랜지스터화된 컴퓨터들이 상업적으로 이용

소형 트랜지스터를 처음 개발한 회사 : NCR과 RCA형 랜지 터를 처음 개발한 회사 과

IBM은 7000 계열의 시스템 제품들을 생산하면서 위의 회사들과 경쟁

또 하나의 변화는 더 복잡한 산술논리연산장치와 제어 유니트, 고급프로그램 언어의 사용 및 시스템 소프트웨어의 출현프로그램 언어의 사용 및 시스템 소프트웨어의 출현

79

제제22세대세대 : : 트랜지스터트랜지스터(2)(2)

속도

컴퓨터의 세대는 사용하는 근본적인 하드웨어 기술에 따라 분류

세대 연도 기술속도

(연산수/초)12

1946-19571958-1964

진공관트랜지스터

40,000200,0002

3456

1958 19641965-19711972-19771978-19911991 현재

트랜지스터SSILSI

VLSIULSI

200,0001,000,000

10,000,000100,000,000

1 000 000 0006 1991-현재 ULSI 1,000,000,000

제2세대의 특징중의 하나는 DEC(Digital Equipment Corporation)의 등장의 등장

PDP-1이라는 컴퓨터를 개발했으며, 미니컴퓨터의 부흥을 가져옴

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IBM 700/7000 시리즈의 시스템들

ModelNumber

FirstDelivery

CPUTechnology

MemoryTechnology

CycleTime(㎲)

MemorySize(K)

701 1952 Vacuum Electro- 30 2-4701 1952 Tubes Static tubes 30 2-4

704 1955 VacuumTubes Core 12 4-32

709 1958 VacuumTubes Core 12 32

7090 1960 Transistor Core 2.18 32

7094 I 1962 Transistor Core 2 32

7094 II 1964 Transistor Core 1.4 32

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IBM 700/7000 시리즈의 시스템들(Cont’d)

ModelNumber

Numberof

Opcodes

Numberof Index

Registers

HardwiredFloating

Point

I/OOverlap

(Channels)

InstructionFetch

Overlap

Speed(relativeTo 701)

701 24 0 No No No 1701 24 0 No No No 1

704 80 3 Yes No No 2.5

709 140 3 Yes Yes No 4

7090 169 3 Yes Yes No 25

7094 I 185 7Yes

(double Yes Yes 3009 85 (doub ePrecision)

es es 30

7094 II 185 7Yes

(doublePrecision)

Yes Yes 50

82


IBM 70941952년에 700 계열의 첫 시스템이 소개된 때부터 1964년에 7000 계열1952년에 700 계열의 첫 시스템이 소개된 때부터 1964년에 7000 계열의 마지막 시스템이 소개될 때까지, IBM의 생산 공정은 획기적인 발전을 이룸

IAS와의 차이점데이터 채널(Data channel)의 사용

멀티플렉서(Multiplexer)

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제제33세대세대 : : 집적집적 회로회로(1)(1)

제3세대(집적 회로)이산 부품(discrete component)이산 부품( p )

한 개의 독립적인 트랜지스터

1960년대까지의 전자 장치는 대부분 이산 부품인 트랜지스터, 저항, 커패시티 등으로 구성

최근 보드들은 컴퓨터, 오실스코프 및 다른 전자 장치들에 장착됨

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미세 전자공학(microelectronics)1958년 전자공학의 혁명

디지털 전자회로의 크기를 축소하는 기술

컴퓨터에서 필요한 두 가지 전자부품은 게이트(gate)와 기억소자(memory cell)y

게이트 : 간단한 부울 함수(boolean function)를 구현해 주는 소자

기억소자 : 한 비트의 정보를 저장할 수 있는 소자

컴퓨터 기능에서 두 소자의 역할

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미세 전자공학(Cont’d)집적회로(IC, Integrated Circuit)집적회 ( , g )

여러 소자를 하나의 회로로 만든 것

웨이퍼, 칩 및 게이트 간의 상관 관계

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Moore의 법칙Gordon Moore – Intel의 공동 설립자의 공동 설립자

칩의 집적 밀도가 매년 두배로 증가할 것임

1970년 이후에는 18개월마다 2배로 증가하는 것으로 속도가 둔화되었지만 아직도 지속됨만 아직도 지속됨

Moore의 법칙의 결과① 집적 밀도가 증가하여도 칩의 가격은 거의 변하지 않음

집적 밀 의 증가에 따라 자 간에 통 가 짧아져 성능이 향상② 집적 밀도의 증가에 따라 소자 간에 통로가 짧아져 성능이 향상

③ 컴퓨터 크기가 작아짐으로써 어떤 환경에서도 용이하게 설치가능

④ 전력 소모가 줄어 들고 냉각 장치가 간단해짐

⑤ 칩간에 연결이 적어져 납땜 연결보다 신뢰성이 향상됨

87


CPU내 트랜지스터 수의 증가

88


IBM의 System/360 시리즈1964년, 호환성 있는 첫 컴퓨터 계열(computer family)년, 환성 있는 첫 컴퓨터 계열( p y)

컴퓨터 계열의 특징유사하거나 동일한 명령어 집합 사용

유사하거나 동일한 운영체제 사용유사하거나 동일한 운영체제 사용

상위 모델로 갈수록 속도의 향상, I/O 포트 수의 증가, 기억 장치 용량의 증가, 가격 상승

속도의 증가 방법ALU 내에 더 복잡한 회로를 사용하는 것과 실행 동작을 세분하여 병렬처리 함으로써 향상

CPU와 주기억장치 사이의 데이터 통로의 크기를 넓힘d l 에서 한번에 한 바이 비Model 30에서는 한번에 한 바이트(8비트)

Model 75에서는 한번에 8바이트를 인출

89


IBM의 System/360 시리즈(Cont’d)System/360 계열의 주요 특성들y

Characteristics Model 30 Model 40 Model 50 Model 65 Model 75

M i iMaximum memory size (bytes) 64K 256K 256K 512K 512K

Data rate from memory(Mbytes/s) 0.5 0.8 2.0 8.0 16.0( y )Processor cycle time(㎲) 1.0 0.625 0.5 0.25 0.2

Related speed 1 3.5 10 21 50Maximum number of data channels 3 3 4 6 6

Maximum data rate on one channel (Kbytes/s) 250 400 800 1250 1250

90

one channel (Kbytes/s)


DEC PDP-81964년 첫 번째 미니컴퓨터(after miniskirt!)1964년, 첫 번째 미니컴퓨터(after miniskirt!)

냉난방 장치가 없는 룸에 설치 가능

크기가 작아 실험실 탁자 위에 설치 가능

$16 000 (IBM 360은 수십만 달러)$16,000 (IBM 360은 수십만 달러)

Embedded applications & OEM 가능

PDP-8 계열12년간 만대 판매12년간 5만대 판매

현재까지도 미니컴퓨터와 마이크로컴퓨터에 보편적으로 사용되고 있는 버스 구조를 사용

모든 구성요소가 같은 데이터 통로를 공유하며 이 통로의 사용권은 CPU가 조모든 구성요소가 같은 데이터 통로를 공유하며, 이 통로의 사용권은 CPU가 조절함

91


DEC PDP-8(Cont’d)PDP-8의 발전 경위

Model FirstShipped

Cost of Processor +4K 12-bit Words of

Memory($1000s)

Data Ratefrom Memory

(words/㎲)

Volume(cubic feet)

Innovations and Improvements

PDP-8 4/65 16.2 1.26 8.0 Automatic wire-wrapping production

PDP-8/5 9/66 8.79 0.08 3.2 Serial instructionImplementationM di lPDP-8/1 4/68 11.6 1.34 8.0 Medium-scale

integrated circuitsPDP-8/L 11/68 7.0 1.26 2.0 Smaller cabinet

PDP-8/E 3/71 4.99 1.52 2.2 Omnibus

PDP-8/M 6/72 3.69 1.52 1.8Half-size cabinet

with fewer slots than 8/E

Semiconductor

92

PDP-8/A 1/75 2.6 1.34 1.2 memory; floating-point processor

33세대세대 이후이후(1)(1)

대규모 집적 회로(LSI : Large Scale Integration)1 000개 이상의 부품들이 한 개의 IC 칩에 집적1,000개 이상의 부품들이 한 개의 IC 칩에 집적

초대규모 집적 회로(VLSI : Very Large Scale Integration)칩당 10,000 개 이상의 부품들을 집적

극초고밀도 집적회로(ULSI:Ultra Large Scale Integration)현재는 1,000,000개 이상의 부품들을 집적

반도체 기억장치(Semiconductor Memory)반 체 기억장치( y)집적회로 기술은 프로세서 뿐만 아니라 기억장치에도 적용 가능

반도체 기억장치는 1970년도에 처음 개발되었음. 기존 기억장치보다 크기나 성능이 우수하였으나 가격 경쟁력이 없었음나 성능이 우수하였 나 가격 경쟁력이 없었음

1974년 이후부터는 모든 면에서 기존 기억장치를 앞질렀으며, 저장공간의크기와 성능은 계속 향상되어 현재는 수기가 비트 용량의 반도체 메모리칩이 등장(1K, 4K, 16K, 64K, 256K, 1M, 4M, 16M, 64M, 256M, 1G, 4G,

93

16G, 32G, 64G) 64


마이크로 프로세서인텔은 1971년 최초로 하나의 칩에 CPU의 모든 구성요소를 포함하는 모델인텔은 년 최 하나의 칩에 의 든 구성 를 함하는 델명 4004라는 4비트 마이크로프로세서를 개발

마이크로 프로세서의 중요 milestone1972년 : 첫 8비트 프로세서 Intel 8008

1974년 : 첫 범용 마이크로 프로세서 Intel 8088, 8비트

1978년 : 첫 16비트 프로세서 Intel 8086

1981년 : 첫 32비트 프로세서(HP, 벨 연구소)

1985년 : 자체 개발한 32비트 프로세서 Intel 80386

1991년 : Intel 80486

1993년 : Pentium

1995년 : 첫 64비트 프로세서 탑재 Pentium

2000년 : Pentium 4

2001년 : Itanium 개발

94


마이크로 프로세서(Cont’d)인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위(’70년대)인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위( 70년대)

1970s Processors 4004 8008 8080 8086 8088

Introduces 11/15/71 4/1/72 4/1/74 6/8/78 6/1/79Introduces 11/15/71 4/1/72 4/1/74 6/8/78 6/1/79

Clock speeds 108 KHz 108 KHz 2 MHz5 MHz, 8 MHz, 10 MHz

5 MHz, 8 MHz

Bus width 4 bits 8 bits 8 bits 16 bits 8 bitsNumber of transistors 2,300 3,500 6,000 29,000 29,000

Feature size (µm) 10 6 3 6Addressable memory 640 bytes 16

KBytes64

KBytes 1 MB 1 MB

95

Virtual memory - - - - -


마이크로 프로세서(Cont’d)인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위(’80년대)

1980s Processors 80286 386TM DX 386TM SX 386TM DX CPU

인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위( 80년대)

Introduces 2/1/82 10/17/85 6/16/88 4/10/89

Clock speeds 6 MHz~12.5 MHz

16 MHz~33 MHz

16 MHz~ 33 MHz

25 MHz~ 50 MHz

Bus width 16 bits 32 bits 16 bits 32 bitsNumber of transistors 134,000 275,000 275,000 1.2 million

Feature size (µm) 1.5 1 1 0.8-1

Addressable memory

16 megabytes 4 gigabytes 4 gigabytes 4 gigabytes

64 64

96

Virtual memory 1 gigabytes 64 terabytes

64 terabytes 64 terabytes


마이크로 프로세서(Cont’d)인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위(’90년대)

1990s Processors 486TM DX Pentium Pentium Pentium II

Introduces 4/22/91 3/22/93 11/01/95 5/07/97

인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위( 90년대)

Introduces 4/22/91 3/22/93 11/01/95 5/07/97

Clock speeds 16 MHz~133 MHz

60 MHz~166 MHz

150 MHz~ 200 MHz

200 MHz~ 300 MHz

Bus width 32 bits 32 bits 64 bits 64 bits

Number of transistors 1.185 million 3.1 million 5.5 million 7.5 million

Feature size (µm) 1 0.8 0.6 0.35

Addressable memory 4 gigabytes 4 gigabytes 64

gigabytes 64 gigabytes

64 64

97

Virtual memory 64 terabytes 64 terabytes

64 terabytes 64 terabytes


마이크로 프로세서(Cont’d)인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위(최근)

Recent Processors Pentium III Pentium 4 Itanium Itanium 2

Introduces 2/26/99 11/2000 2001 2002

인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위(최근)

Introduces 2/26/99 11/2000 2001 2002

Clock speeds 450 ~ 660 MHz

1.3 ~ 1.8 GHz

700 ~ 800 MHz

900MHz ~1 GHz

Bus width 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits

Number of transistors

95 million(0.25)

42 million(0.18)

25 million(0.18)

220 million(0.18)

Feature size (µm) 0.25 0.18 0.18 0.18Addressable memory

64 gigabytes 64 gigabytes 64 gigabytes 64 gigabytes

98

Virtual memory 64 terabytes 64 terabytes 64 terabytes 64 terabytes


마이크로 프로세서(Cont’d)인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위(최근)

Recent Processors

Celeron™ Processor 440(셀러론 콘로)

Pentium™ 2 Dual-Core Processor E2160

인텔 마이크로 프로세서들의 발전 경위(최근)

Introduces 6/2007 5/2007Clock speeds 2.0 GHz 1.8 GHzBus width 64 bits 64 bitsSystem Bus 800MHz 800MHzSystem Bus 800MHz 800MHz

L1 Cache Memory 8way data cache 32KB 8way Instruction cache 32KB

8way data cache 32KB 8way Instruction cache 32KB

L2 Cache Memory 512KB 1M어 형태 싱 어 얼 어코어 형태 싱글코어/ 콘로-L(Conroe-L) 듀얼코어/ 콘로(Conroe)

제조공정CPU회로 전선 굵기 65nm공정(1nm, 10억분의1m)

CPU회로 전선 굵기 65nm공정(1nm, 10억분의1m)

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컴퓨터의컴퓨터의 종류종류(1)(1)

처리 능력에 따른 분류슈퍼 컴퓨터(Super Computer)

기상 예측이나 자연과학, 공학, 주식, 매매 예측, 기타 연구 설계, 군사용 등으로 사용

대형 컴퓨터(Mainframe Computers)대학 금융 기관 보험 증권회사 은행 각종 연구 기관 등에서 사용대학, 금융 기관, 보험, 증권회사, 은행, 각종 연구 기관 등에서 사용

미니 컴퓨터(Mini computer)대형 컴퓨터에 비해 가격이 저렴하고 운영이 용이해 학교, 각종 단체 등에서 사용

워크스테이션(workstation)워크스테이션(workstation)미니 컴퓨터와 퍼스널 컴퓨터의 중간 단계에 있는 컴퓨터

퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)공공단체나 기업에서는 개인의 업무처리에 사용

100


사용 목적에 따른 분류전용컴퓨터(dedicated computer)전용컴퓨터( p )

잠수함이나 미사일, 항공기 등의 궤도를 추적하는 군사용 및 산업 공정제어나 예약 시스템과 같은 민간용 등에도 응용이 가능

프로그램이 내장되었기 때문에 처리속도가 빠름

범용컴퓨터(general purpose computer)과학 기술에 필요한 수치를 계산하거나, 기술 계산용, 기업업무, 사무처리분야 등에서 이용

101

에서 이용


자료의 표현 방법에 의한 분류아날로그 컴퓨터(Analog Computer)아날 컴퓨터( g p )

특수 목적용 컴퓨터

연속적인 물리량을 이용해서 데이터를 처리

다양하고 끊임없이 연속되는 자료를 처리할 때 사용다 하 이 속되 자 처리 때 사

디지털 컴퓨터(Digital Computer)범용성 컴퓨터범용성 컴퓨터

이산적 데이터 처리

하이브리드 컴퓨터(Hybrid Computer)하이브리드 컴퓨터(Hybrid Computer)특수 목적용 컴퓨터

아날로그와 디지털 컴퓨터의 장점을 혼합한 컴퓨터

102

BRL(Ballistics Research Laboratory)BRL(Ballistics Research Laboratory)

새로운 무기를 위한 사정 거리와 궤도 표를 작성하는 책임을 지고 있는 기관

이 표들을 정확하게 제한된 시간 내에 작성하는데 어려움이 있었음

200명 이상의 직원을 고용하여 소형계산기를 사용하여 탄도 방정식을품품

한 사람이 한 개의 무기를 위한 표를 준비하는데 몇시간~몇일이 소비됨

103

데이터베이스강의소개 - pds15.egloos.compds15.egloos.com/pds/200908/23/83/chapter1.pdf ·...

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