컴퓨터는 세대별로 어떻게 발전했을까?

제1세 컴퓨터(1951~1958)

컴퓨터에 데이터나 명령어들을 저장하기 위해서 진공관을 사용했던 시대를 제1세대 컴퓨터라고 합니다. 이 세대는 전공관을 사용하여 전력소모가 많고 고장이 많았으며 열을 식히기 위한 냉각 장치가 필요했습니다. 부피 또한 매우 크기 때문에 현재의 컴퓨터와 비교가 안 될 만큼의 넓은 공간이 필요했습니다. 결과적으로 제1세대의 컴퓨터는 많은 유지보수 비용에도 불구하고 신뢰도에 문제점을 남기게 되었습니다.

 

프로그램은 기계어로만 작성을 했으며 소프트웨어보다는 하드웨어 개발에 중점을 둔 시대로서 컴퓨터의 상품화와 실용화가 시작된 시기였다. 이 세대의 대표적인 컴퓨터 기종으로 1951년 제작한 UNIVAC과 IBM 650과 700계열, Burroughs 220 등을 들 수 있고, 주로 과학기술용 계산과 데이터 분류작업 등에 사용되었습니다.

 

UNIVAC은 ENIAC을 개발했던 에커트와 머리클리가 설립한 일렉트로닉스 컨트롤사가 개발하여 미국여론 조사국에 설치하였습니다. 이 컴퓨터는 숫자와 영문자를 입출력할 수 있는 고속의 범용컴퓨터이며 초당 2000회 정도의 가감산과 약 460회 이상의 승산, 260회 정도의 제산 및 2700회 정도의 단순비교를 할 수 있었으며 데이터에 접근하는 소요 시간이 40~400 마이크로 초였습니다.

 

한편 소스 데이터를 마그네틱 테이프에 옮기는 키 투 테이프 장치와 천공카드상의 데이터를 마그네틱 테이프에 옮기는 카드 투 테이프 변환기 및 콘솔 등의 정보처리 능력을 갖춘 본격적인 사무용 컴퓨터였습니다. 이와 같이 UNIVAC 1은 컴퓨터 분야 최초의 상업용 컴퓨터의 새 장을 열게 되었습니다.

 

제2세대 컴퓨터(1959~1964)

1948년에 트랜지스터가 미국의 벨 연구소의 쇼클리 등의 물리학자에 의해 개발되었습니다. 그리고 10년이 지난 1958년부터 진공관을 대신해서 데이터와 명령어를 저장하는 기억소자를 사용하기 시작하였습니다. 이후 메모리를 구성하는 기억소자가 트랜지스터와 다이오드 등 반도체 소자로 만들어지기 시작했으며 그 결과로 크기와 소비전력 냉각기의 필요성이 감소하여 고장률을 낮추었고 그 결과로 시스템의 신뢰성이 높아졌습니다.

 

주기억 장치는 작은 도넛 형태의 마그네틱 코어가 이용되었으며 기억용량이 큰 마그네틱드럼과 마그네틱 디스크가 보조기억 장치로 사용되었습니다. 연산속도는 백만분의 1초 단위 정도까지 향상되었습니다. 이 세대의 대표적인 기종으로는 4계열 등을 들 수 있습니다. 이 세대의 컴퓨터는 운영체제 개념을 도입하고 멀티프로그래밍 방식을 실현하였으며 회사 관리업무와 과학계산 등의 다양한 목적에 사용되었습니다.

 

고급 프로그램 언어로는 FORTRAN, COBOL, ALGOL 등이 개발되어 컴퓨터의 이용이 보다 쉽게 된 이 시기는 제1세대와 비슷하게 소프트웨어보다는 하드웨어에 더 많은 비중을 두었으며 기계어, 어셈블리언어, 고급언어 등이 사용되었습니다.

 

제3세대 컴퓨터(1964~1970)

IBM사는 1964년 집적 회로를 메모리 기억소자로 사용한 시스템 360이라는 새로운 기종을 발표하였습니다. 컴퓨터에 IC를 사용한 후 CPU는 소형화, 대기억 용량화 되어 다양한 소프트웨어를 구사할 수 있는 기능이 크게 개선되었을 뿐만 아니라 관리프로그램과 처리프로그램 및 사용자 프로그램 등의 소프트웨어 체계가 확립되었습니다. 즉 제3세대에 운영체제, 다중 프로그램, 실시간 처리시스템, 시 분할시스템 등이 실현화되었습니다. 이러한 기능들은 인간과 컴퓨터 간의 대화 기능을 가능하게 하여 영상 표시 장치에 의한 데이터 처리가 보편화되었습니다. 또한 이 시대에는 패밀리 사상이 확립되어 소형에서부터 대형에 이르기까지 프로그램의 호환성을 고려한 후 각종 컴퓨터 모델이 발표되었으며 그중에서도 IBM360계열 등이 주목을 끌었습니다. 그 밖에 미니컴퓨터도 관심을 모았습니다. 따라서 제3세대는 컴퓨터 발전과정에서 볼 때 발전성과 충실성을 함께 추구했던 시대입니다.

 

제4세대 컴퓨터(1971~1982)

대규모 직접 회로 기술을 이용한 컴퓨터를 제4세대 컴퓨터라 합니다. 수 평방 밀리의 작은 면적의 칩에 수십 만 개의 논리 게이트를 집어넣고 연산속도도 초대형 컴퓨터에서는 피코 세컨드에 이르고 있으며 크레이 컴퓨터라고도 하는 슈퍼 컴퓨터는 150MIPS의 처리속도를 가진 것도 가동 중에 있습니다.

 

제5세대 컴퓨터(1983~현재)

초대규모 직접 회로를 소자로 사용한 컴퓨터를 제5세대 컴퓨터라 합니다. 1990년대에 들어서면서 많은 분야에 컴퓨터 하드웨어 기술의 급격한 발달은 값싼 컴퓨터를 생산해 낼 수 있게 되었고 개인용 컴퓨터의 보급 속도를 더욱 빠르게 하였습니다. 개인용 컴퓨터는 데스크톱으로부터 휴대용 크기로 더욱 규모가 작아지는 추세이며 초대형 컴퓨터는 연산 속도가 초당 백업 사이클을 넘어서도 있습니다. 이외에도 높은 수준의 그래픽 영상 처리, 음성 사용자 인터페이스까지도 표현할 수 있는 자연어 처리, 전문가 시스템 등을 포함한 인공지능 기능을 갖춘 이른바 제5세대 컴퓨터가 실용화 단계에 이르고 있습니다.

 

추가로 사용목적에 따라 컴퓨터를 분류해 볼 수 있는데 전용 컴퓨터는 우주 개발, 국방업무, 복잡한 과학 기술 계산이나 시뮬레이션 등 특수 목적으로 설계된 것입니다. 범용 컴퓨터는 주로 디지털 컴퓨터로 사용하며 사무처리, 은행의 온라인 처리 시스템, 연구소 및 대학교 등 여러 분야에서 많이 사용하고 있습니다. 사무용 컴퓨터는 일반 회사의 인사 관리, 급여 관리, 실적 관리, 고객관리 등 모든 분야에서 많이 사용하고 있습니다.