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제4차산업혁명 시대 (66): 컴퓨팅 시스템과 기술

2020년 03월 10일 [(주)문경사랑]

 

 

↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수
문경시지역발전협의회 의장

ⓒ (주)문경사랑

 

컴퓨팅 시스템의 개념과 역할

21세기 우리 주변 환경에서 컴퓨터는 일상생활에서 가전제품과 동일하게 취급하고 있으며, 비약적으로 컴퓨터의 기능을 확장해 왔다. 또한 인터넷 통신, 오디오, 비디오, tv 등의 기능을 통합하여 사용자에게 반드시 필요한 하나의 컴퓨팅 시스템(Computing System) 기능을 보유한 지능형 기계로 빠르게 발전하고 있다.

최초의 범용 자동 컴퓨터(UNIVAC)가 등장하면서 컴퓨터는 최첨단 반도체 기술의 발전과 객체지향 중심의 다양한 프로그래밍 언어를 발전시켜 왔으며, 사용자가 컴퓨터를 효율적으로 운영하기 위한 멀티미디어 운영체제(OS)를 개발함으로써 정치, 사회, 국방, 교육, 외교 분야에서 획기적인 사고의 전환을 이끌어왔다.

ⓒ (주)문경사랑

컴퓨팅 시스템의 구성

컴퓨팅 시스템은 크게 물리적 및 논리적 장치로 구성하고 있으며, 물리적 장치의 구성 요소를 총칭하여 하드웨어(H/W)라 하고 H/W의 동작을 지시하고 제어하는 모든 종류의 프로그램을 포함한 응용 기술을 소프트웨어(S/W)라 한다. 컴퓨팅 시스템은 각 장치 간의 상호 작용과 밀접한 연관성에 의해 사용자가 원하는 작업을 원활하게 수행할 수 있는 환경을 제공한다.

컴퓨팅 시스템은 기본적으로 프로그램을 해석하고 실행할 수 있는 프로세서, 데이터와 정보를 저장하는 기억장치, 컴퓨터와 외부장치 간의 서로 정보를 교환하는 입출력(I/O) 장치 등이 필요하다. 따라서 컴퓨팅 시스템은 중앙처리장치(CPU), 기억장치, 입출력 장치가 서로 유기적인 정보교환과 데이터 처리작업이 가능케 하는 시스템이다.

컴퓨팅 시스템의 기능

인간은 다양한 형태의 자연어와 10진수를 사용하지만, 컴퓨터는 명령어와 데이터를 2진수(0과 1)로 저장, 처리, 전송한다. 인간과 컴퓨터 간에 정보교류를 위해서는 인간이 사용하는 언어와 컴퓨터가 사용하는 기계어의 변환기능이 입출력 장치를 통해 이루어지고 있다.

컴퓨터에서 원시 데이터는 입력장치를 통해 기억장치에 입력되고, 이 데이터는 CPU로 처리한 후 기억장치에 다시 저장되며, 처리된 정보는 출력장치를 통해서 사용자에게 제공된다.

대부분의 컴퓨팅 시스템에서 S/W가 다양한 작업을 수행하는 프로그램을 응용 프로그램이라 하며, 이 데이터 처리작업에는 명령어가 제공된다. 컴퓨팅 시스템은 컴퓨터의 H/W 와 S/W의 효율적인 관리와 전반적인 운영을 담당하고, 사용자의 편의를 위해 H/W와 응용 프로그램을 연결해 주는 S/W를 OS라고 한다.

컴퓨팅 기술의 진화과정과 전망

제1세대 컴퓨터(전자식)는 과학기술용으로 정의되고, 제2세대부터는 정보통신(IC) 기술의 발전으로 수치계산, 정보검색, 문서편집, 기계제어 등의 기능을 효율적으로 수행할 수 있게 되었으며, 그 응용 범위가 점점 확대되어 컴퓨터는 데이터 처리기능을 가진 기계로 정착하게 되었다. 컴퓨터의 응용 분야는 데이터처리, 정보처리, 지식처리, 기능처리 단계로 발전해 "제3의 물결"인 정보화 혁명을 가져왔다.

또한 인터넷의 열풍으로 PC의 확산과 사이버공간을 통한 채팅으로 컴퓨터 범죄(해킹) 등의 부작용도 있지만, 미래에도 컴퓨터는 인터넷 혁명과 디지털 혁명을 통한 지식기반 사회를 계속 선도할 것이다. 오늘날 차세대 컴퓨터 시스템은 인간의 의지와 추론 능력을 가진 신경망 컴퓨터로 진화하고 있다.

따라서 신경망 컴퓨터는 디지털 컴퓨터보다 처리속도는 느리지만 지능은 높다. 또한 인간은 처리속도가 신경망 컴퓨터보다 더 느리지만 지능은 훨씬 높다. 그러므로 차세대 컴퓨팅 기술은 신경망을 기반으로 인간의 의지와 추론 능력을 닮은 진보된 기능과 새로운 환경의 신경망 컴퓨팅 세계로 발전하게 될 것이다.

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