글로벌 세계 대백과사전/컴퓨터·환경·첨단·지구과학/컴퓨터/컴퓨터의 구성

컴퓨터의 역사

초기의 계산 장치

初期－計算裝置

계산을 하는 도구로서 가장 간단한 것은 주판이며, 그 역사는 매우 오래 되었다. 주판을 제외하면 17세기에 이르도록 계산을 위한 특별한 도구가 없었으나 1642년 프랑스 수학자·철학자인 B. 파스칼이 톱니바퀴를 이용한 수동계산기를 고안하였다. 이 최초의 기계식 수동계산기는 덧셈과 뺄셈만이 가능했던 것으로 이 장치는 기어로 연결된 바퀴판들로 덧셈과 뺄셈을 했다. 첫째 바퀴는 첫째 자리의 숫자를, 둘째 바퀴는 둘째 자리의 숫자를, 셋째 바퀴는 셋째 자리의 숫자를 나타낸다. 각각의 바퀴에는 눈금이 열 개씩 있어, 눈금 10개가 모두 돌아가면 다음 자릿수의 바퀴가 돌아간다. 파스칼의 계산기는 최초의 디지털 계산기였다. 1671년 무렵 독일의 G. W. 라이프니츠가 이를 개량하여 곱셈과 나눗셈도 가능한 계산기를 발명하였다.

또 라이프니츠는 십진법보다 기계장치에 더 적합한 진법을 연구해서, 17세기 후반에 이진법을 창안했다. 이진법은 0과 1만을 사용하며, 이들을 배열해서 모든 숫자를 표시한다.

천공카드 계산 장치의 발명

穿孔card 計算裝置－發明영국의 수학자 찰스 배비지는 처음으로 자동계산기에 대한 견해를 발표하였다. 그는 1823년 삼각함수표를 유효숫자 5자리까지 계산하여 종이에 인쇄하는 차분기관(difference engine)을 만들었고, 현재의 디지털 컴퓨터의 방정식을 순차적으로 풀 수 있도록 고안된 해석기관(analytical engine)을 설계하였다. 이 자동 계산기는 ① 수를 저장하는 장치(기억) ② 저장된 수치간의 계산을 하는 장치(연산) ③ 기계의 동작을 제어하는 장치(제어) ④ 입출력 장치로 이루어져 오늘날 사용하는 자동 컴퓨터의 모든 기본 요소를 갖춘 것이었다. 그러나 모두 기계부품이 쓰인 것으로 당시의 기술적 제약 때문에 실현되지는 못하였다.

최초의 전자 컴퓨터

最初－電子 computer

최초의 전자 컴퓨터는 계전기를 사용하여 1초에 덧셈을 3번 할 수 있는 전자디지털 컴퓨터 마크－원(MARK－Ⅰ)으로서, 1944년 아이비엠(IBM)사와 하버드대학 하워드 에이킨이 만들었다. 마크－원은 배비지의 해석기관 설계개념을 계전기와 스위치·전동기 등으로 구현한 것인데, 3,000여 개의 계전기와 기어로 만들어 천공된 종이테이프로 제어되는 자동순차적 제어방식이 특징이었다. 그러나 기계적 제약 때문에 연산처리 속도는 늦었다

다용도 디지털 컴퓨터

多用途 digital computer

1946년 미국 펜실베이니아대학 에거트와 J. W. 모클리는 최초의 전자식 계산기 에니악(ENIAC：Electronic Numerical Integrater And Computer)이라는 다용도 디지털 컴퓨터를 최초로 개발했다. 이것은 진공관을 사용한 최초의 자동 계산기로 18,000여 개의 진공관과 1,500개의 계전기를 사용하였고, 무게가 30t이나 되는 거대한 기계였다. 150kw의 전력을 소비하였고 연산속도는 매초에 5000번을 처리할 수 있으며 십진수 10자리의 곱셈을 0.0028초, 나눗셈을 0.006초 이내에 처리할 수 있는 획기적인 컴퓨터였다. 마크－원에서는 계산기를 제어하는 데 종이테이프가 쓰이는 데 비해 에니악에서는 배선판이 쓰였다. 그러나 어느 것이나 계산순서를 지령하는 일련의 명령은 그 대상인 데이터와는 별도로 주어졌다. 프로그램을 배선판에 일일이 배선하는 외부 프로그램 방식이었으므로, 에니악에서는 작업에 따라 배선판을 교체해야만 하였다.

그 뒤 에니악의 단점을 보완하기 위해 J. 노이만이 기억장치에 컴퓨터의 명령이나 데이터를 모두 기억시키는 프로그램 내장방식을 제안하였다. 1949년 영국 케임브리지대학에서 이 프로그램 내장방식을 채택하여 세계 최초로 내부기억장치가 있는 에드삭(EDSAC)을 개발하였고, 미국에서는 1952년 전자식 프로그램 내장방식인 에드박(EDVAC)을 만들었다. 또한 1951년에는 유니박－원(UNIVAC－I)을 만들어 상품화하는 데 성공하였는데, 이것이 최초의 상업용 컴퓨터이다. 에드삭은 소프트웨어 면에서도 크게 이바지하였다. 그 뒤 프린스턴고등연구소에서 노이만의 지도 아래 제작된 이아스(IAS) 컴퓨터를 비롯하여 차례로 매사추세츠공대의 월윈드(Whirlwind), 에커르트와 모클리의 바이낙(BINAC), 일리노이대학의 일리악(ILLIAC), 랜드회사의 조니악(JOHNIAC) 등이 제작되었다.

또한 컴퓨터의 크기는 반도체 기술과 전자기술의 발달로 점점 작아지고 연산속도도 피코코(ps) 단위로 빨라졌으며, 이용범위도 확대되어 가정은 물론 산업사회의 여러 분야에서 다양하게 이용되고 있다.

미래의 컴퓨터

未來－computer

컴퓨터의 기능은 앞으로 점점 더 우수해질 것이다. 컴퓨터 연구가들은 더 빠르고 성능 좋은 하드웨어와 소프트웨어를 개발하고 있다. 소프트웨어 연구는 단순히 자료를 다루는 것이 아니라 스스로 판단까지 할 수 있는 인공지능의 개발에 집중되고 있다. 컴퓨터를 더 작게 만들기 위한 노력도 계속되고 있다. 전문가들은 대부분 가까운 미래에도 집적회로로 만든 컴퓨터가 계속 사용될 것으로 예상한다. 그러나 몇몇 과학자들은 만든다기보다 기른다고 해야 할 생물학적 컴퓨터가 생산되고, 단위분자에 데이터를 저장할 수 있게 될 것이라고 예측한다. 분자저장 시스템을 이용하면 책 한 권도 안 되는 작은 공간에 인류의 모든 지식을 저장할 수 있게 될 것이다.

컴퓨터의 기능과 구성

컴퓨터는 여러 가지 명령어로 구성된 프로그램의 지시에 따라 입력한 데이터를 분석·처리하여, 그 결과를 사용자에게 제공한다. 그러나 컴퓨터가 하나의 업무를 처리하기 위해서는 입력·제어·기억·연산·출력 등의 다섯가지 장치가 서로 밀접하게 연관되어야만 종합적인 기능을 수행할 수 있다.

입력 기능

入力機能

프로그램을 컴퓨터 내부로 읽어들이는 기능으로서 입력 장치에 갖추어져 있다.

제어 기능

制御機能

프로그램의 명령을 하나씩 읽고 해석하여, 모든 장치의 동작을 지시하고 감독·통제하는 기능이다. 제어 기능은 컴퓨터에서 가장 핵심적인 기능으로 이러한 제어 기능이 있기 때문에 컴퓨터는 자동성을 갖는다. 제어 기능은 중앙 처리 장치의 제어부에서 담당한다.

기억 기능

記憶機能

입력 장치로 읽어들인 데이터나 프로그램, 중간 결과 및 처리된 결과를 기억하는 기능으로서 중앙 처리 장치의 주기억 장치와 보조 기억 장치에 갖추어져 있다.

연산 기능

演算機能

기억된 프로그램이나 데이터를 꺼내어 산술 연산이나 논리 연산 등을 하는 기능으로서 중앙 처리 장치의 연산부에서 담당한다.

출력 기능

出力機能

컴퓨터가 기억하고 있는 내용이나 연산 결과 등을 다양한 출력 매체를 통해 외부로 내보내는 기능으로서 프린터나 모니터 등의 출력 장치에 의해 수행된다.

중앙 처리 장치

중앙 처리 장치(CPU)는 컴퓨터의 가장 중요한 부분으로서 원하는 결과를 출력하기 위해 입력된 자료를 기억하고, 적절한 처리가 이루어지도록 모든 장치의 동작을 질서있게 조정하는 인간의 두뇌와 같은 역할을 한다. 중앙 처리 장치는 주기억 장치·제어 장치·연산 장치 등 3개의 장치로 이루어져 있다.

주기억 장치

主記憶裝置

주기억 장치는 외부에서 읽어들인 프로그램이나 자료, 또는 처리 장치에서 계산된 자료들을 보관하는 곳이다. 주기억 장치에 기억되는 자료는 처리되기 위해서 입력되는 것과 처리되어 출력될 것, 그리고 계산된 후 임시 보관되는 것 등 세 가지로 나뉜다. 따라서 자료의 종류에 따라 기억되는 장소가 달라야 서로 구분될 수 있으므로 각기 다른 장소에 보관된다. 주기억 장치에서 자료를 기억하는 역할을 하는 물질을 기억 소자 또는 기억 매체라고 부른다. 기억 소자에는 자기 코어, 자기 맥박, 반도체로 만든 집적 회로 등이 있다.

자기 코어

磁器 core

자기 코어는 아주 작은 반지 모양으로 만든 자성 물체로서 전류의 방향에 따라 두 가지 상태로 자화되는데, 이 두 상태에 각각 1과 0을 대응시켜 이용한다.

그 원리를 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 자기 코어의 중심을 지나는 전선에 전류가 흐르면 전선의 주위에 자기장이 생겨 코어가 자화된다. 둘째, 자기 코어의 중심을 지나는 전선에 전류가 흐르지 않아도 코어는 자화된 상태로 남는다. 셋째, 전류가 반대 방향으로 흐르면 전선 주위에 반대 방향으로 자기장이 생기고, 코어가 반대 방향으로 자화된다.

시계 방향으로 코어가 자화된 상태를 0이라 하면, 시계 반대 방향으로 자화된 상태는 1이 되어 0과 1을 기억시킬 수 있다. 하나의 코어는 0과 1의 두 가지 정보만을 표현할 수 있다. 따라서 여러 가지 정보를 표현하기 위해서는 여러 개의 코어를 필요로 한다. 그물처럼 짜여진 판에 여러 개의 코어를 꿰어서 만든 판을 사용하게 되는데, 이 판을 코어판이라 부른다. 또한 몇 개의 코어판을 입체적으로 쌓아 놓은 묶음을 코어 스택이라 한다.

집적 회로

集積回路

1970년대 이후 반도체 기술의 발견과 더불어 기억 장치들이 점차 반도체 기억소자인 집적 회로로 대체되었다.

반도체로 만든 기억 회로를 플립플롭 회로라고 하는데, 플립플롭 회로는 0과 1을 기억하는 회로이며, 자기코어 한 개와 같은 역할을 하는 것이다. 이 기억 소자는 부피가 작고 전력 소모가 적으며 처리 속도가 대단히 빠르다.

임시 기억 장치

臨時記憶裝置

임시 기억 장치는 고속 버퍼 또는 캐시 기억 장치라고도 부른다. 캐시 기억 장치는 값이 비싸지만 대단히 속도가 빠른 소자를 사용하며, 주기억 장치에 기억된 프로그램과 자료의 일부분을 미리 이 장소에 옮겨 놓고 빠른 속도로 하나하나 처리하여 처리 시간을 줄이는 역할을 한다.

롬과 램

ROM－RAM

롬(Read Only Memory)은 읽기 전용 기억 장치로, 한번 기억된 내용은 전원이 끊어져도 기본적인 기능을 수록한 프로그램들을 기억시킨다.

램(Random Access Memory)은 임의 접근 기억 장치로서 모든 내용을 읽고 쓰고 할 수 있어 처리될 프로그램과 자료를 기억하는 기억 장치를 구성하는 데 많이 사용된다. 램에 기억된 내용은 전원이 끊어지면 지워진다. 램과 롬은 반도체 기억소자의 대표적인 것이다.

제어 장치

制御裝置

주기억 장치에 기억된 프로그램의 명령을 차례대로 읽어서 이를 해독하고 그 명령에 따라 컴퓨터의 동작에 필요한 모든 제어 신호를 보내는 역할을 한다.

즉 제어 장치는 주기억 장치에서 명령 레지스터로 명령을 가져오는 명령 인출 단계와 이것을 해독하여 필요한 신호를 발생시켜 명령대로 처리를 하는 명령 실행 단계를 반복한다.

제어 장치는 명령 계수기·번지 레지스터·기억 레지스터·명령 레지스터·명령 해독기로 구성된다.

명령 계수기

命令計數器

프로그램의 실행 순서를 지정하기 위하여 필요한 레지스터로서, 다음에 실행하게 될 명령이나 그 명령을 기억하고 있는 주기억 장치의 번지를 기억하는 레지스터이다.

번지 레지스터

番地 register

주기억 장치에서 선택된 번지를 보관하는 레지스터이다.

기억 레지스터

記憶 register

명령 레지스터나 명령 계수기가 지정하는 주기억 장치의 내용을 임시로 보관하는 역할을 한다.

명령 레지스터

命令 register

명령 계수기가 지정하는 번지에 기억되어 있는 명령어를 호출해서 해독하기 위해 명령어를 잠시 보관해 두는 특수 목적 레지스터이다.

명령 해독기

命令解讀器

레지스터의 명령부로부터 입력되는 신호의 조합(1과 0)에 의해 어떤 명령인가를 해독하는 회로이다.

연산 장치

演算裝置

연산 장치는 산술 연산 및 논리 연산을 수행하는 하드웨어 요소이다. 연산 장치는 레지스터에 기억된 데이터들을 입력받아 연산을 한 후, 그 결과를 지정된 레지스터로 보낸다. 이 때 필요한 제어 신호는 제어 장치에서 통제한다. 연산 장치는 기억 레지스터·가산기·누산기·비교기 등으로 구성된다.

기억 레지스터

記憶 register

기억 장치로부터 읽어들인 데이터를 임시 보관했다가 필요할 때에 제공하는 역할을 한다.

가산기(덧셈기)

加算器

컴퓨터에서 덧셈을 하기 위한 장치이며 덧셈 결과는 누산기에 저장된다.

누산기

累算器

연산 장치가 가산기를 이용하여 연산을 수행한 후 그 결과를 임시로 저장하는 레지스터를 말한다.

비교기

比較器

기억 레지스터의 내용과 누산기의 내용에 대한 논리적인 비교를 하여 '보다 작다'·'보다 크다' 등의 조건을 정한다.

주변 장치

컴퓨터를 구성하고 있는 여러 장치 중에서 중앙 처리 장치를 제외한 모든 장치들을 주변 장치라고 부른다. 주변 장치에는 입력 장치, 출력 장치, 주기억 장치를 도와 주는 보조 기억 장치가 있다. 또한 주변 장치는 자료의 전달뿐만 아니라 입력·출력되는 자료와 컴퓨터 내부에 기억되는 자료가 서로 표현되는 방법이 다르므로 입력될 때에는 컴퓨터 내부에 맞게, 출력될 때에는 사람이 보기 편하게 바꾸어 주는 역할도 한다.

입력 장치

入力裝置

컴퓨터로 처리할 자료를 컴퓨터가 알 수 있는 형태로 기억 장치에 전달하는 장치이다.

천공 카드와 카드 판독기

穿孔 card－card 判讀器

처리하고자 하는 자료와 프로그램을 천공 상태의 카드로 나타낸 것을 천공 카드라 한다. 또한 카드에 구멍을 뚫어서 자료를 표현한 카드 코드를 읽고 해석하여 주기억 장치로 전달하는 것이 카드 판독기이다. 한 장의 표준형 카드로는 12행 80열까지 표현할 수 있다. 1970년대까지만 해도 많이 사용되었으나 가격이 비싸고 요즈음에는 더 편리한 입력 장치들이 개발되어 카드 판독기는 거의 쓰이지 않고 있다.

종이 테이프 판독기

－tape 判讀器

너비

2.54㎝의 종이 테이프에 뚫어진 구명을 읽어 주는 장치로서 카드 판독기처럼 빛을 이용하여 뚫어진 구멍을 알아 낸다. 종이 테이프는 제조하기가 쉽고 값이 싸며 연속적으로 천공이 가능하다.

광학 마크 판독기(OMR)

光學－判讀器

광학 마크란 카드에 구멍을 뚫는 대신 연필이나 사인펜 등으로 표시한 것을 말한다. 광학 마크 판독기는 빛을 카드에 비추어 반사되는 빛을 이용하여 표시한 것을 알아 낸다. 사람이 표시한 것을 기계가 직접 읽을 수 있어 각종 시험 답안지 채점 등에 많이 이용되고 있다.

광학 문자 판독기(OCR)

光學文字判讀器

종이에 인쇄되거나 손으로 씌어진 일반 문자를 사람처럼 읽는 장치로서 OCR 용지에 빛을 쬐어서 반사되는 빛을 반사경으로 태양 전지 문자판에 비춘다. 문자판에는 글자 부분이 검게 나타나기 때문에 빛이 약하므로 이 곳을 모아서 어떤 글자인지 구별할 수 있다.

자기 잉크 문자 판독기(MICR)

磁氣－文字判讀器

자기 잉크로 인쇄된 글자를 자화시켜 어떻게 자화되었는지를 알아 내어 읽어 내는 장치이다. 자기 잉크 문자 판독기는 광학 문자 판독기보다 성능이 좋다.

자기 문자는 글자의 모양이 독특하고 자석을 만드는 물질이 포함되어 있어 기계 내부에 기억된 모양과 같아야만 읽을 수 있으므로 가짜를 만들기 어려워 수표 등에 많이 사용되고 있다.

키 입력 장치

key 入力裝置

타자기의 자판(키 보드)과 비슷하며 손으로 직접 입력하는 장치로 요즈음 가장 많이 사용되는 입력 장치이다.

자판에서 입력된 자료를 테이프나 디스크 같은 다른 매체에 기록하는 것을 키 입력 시스템이라 한다. 입력된 자료는 처리하기에 알맞도록 편집이 가능하다.

라이트 펜

light pen

펜과 같이 생겼으며, 빛의 강약을 알 수 있는 감지 장치가 펜 끝에 달려 있다. 라이트 펜은 화면에서 나오는 아주 약한 전자 빔을 감지하여 중앙 처리 장치로 전달하며, 중앙 처리 장치에서는 라이트 펜이 있는 현재의 위치에 강한 빔을 보내 이 점이 나타나게 한다. 펜을 움직이면 점이 연결되어 선이 만들어져 화면에 그림을 쉽게 그릴 수 있다. 중앙 처리 장치에서 라이트 펜이 있는 위치에 약한 빔을 보내면 점을 지울 수도 있다.

출력 장치

出力裝置

출력 장치는 컴퓨터 내부에 기억된 자료를 이해하기 쉽게 문자나 숫자, 도형의 형태로 변환시켜 외부에 표현해 주는 장치이다. 출력 장치에는 프린터, 플로터, 영상 표시 장치가 있다. 프린터는 가장 대표적인 출력 장치로서 라인 프린터와 레이저 프린터가 널리 쓰이고 있다.

라인 프린터

line printer

라인 프린터는 한 번에 한 줄씩 인쇄하는 고속 출력 장치로 1분에 2500행 정도의 인쇄가 가능하다. 인쇄하는 방법에는 드럼식과 체인식이 있는데, 드럼식은 문자가 배열되어 있는 드럼이 고속으로 회전하면서 원하는 활자가 인쇄 위치에 왔을 때 해머로 두들겨 인쇄하는 방식이다. 반면 체인식은 활자 3,4벌이 허리띠 모양으로 연결된 체인을 고속으로 회전시키면서 원하는 활자가 지정된 위치에 오면 해머로 쳐서 인쇄하는 방식이다.

레이저 프린터

laser printer

레이저 프린터의 인쇄 원리는 복사기와 비슷하다. 출력해야 할 자료를 레이저 광선으로 바꾸어 광전 드럼이란 곳에 반사경을 통해 비춘다. 그리하여 가루 잉크가 드럼에 닿게 되면 광선이 비추는 곳에만 잉크가 묻어난다. 이러한 드럼에 종이가 닿으면 가루 잉크가 종이에 달라붙어 인쇄가 된다. 레이저 프린터는 활자가 고정되어 있지 않기 때문에 활자 크기의 확대와 축소, 활자 모양의 변화가 쉽고, 그림도 쉽게 인쇄할 수 있다.

플로터

ploter

플로터는 데이터의 처리 결과를 그래프나 도형으로 인쇄 용지에 출력하고자 할 때 사용되는 장치이다. 주로 지도 제작이나 정밀한 설계도 등을 작성하는 데 이용되며, 속도는 느리지만 정밀도가 높다는 장점이 있다. 플로터에는 드럼식과 평면식 두 가지가 있으며, 최근에는 여러 가지 색깔로 그림을 그릴 수 있을 만큼 발전되었다.

영상 표시 장치

映像表示裝置

영상 표시 장치는 텔레비전의 화면과 같이 브라운관에 영상으로 컴퓨터 내부의 자료를 출력시키는 장치로서, 글씨뿐만 아니라 그림도 표시할 수 있으며, 소음이 없다.

영상 표시 장치는 텔레비전과 비슷한 원리로 영상을 출력하므로 가정용 텔레비전을 컴퓨터와 연결하여 사용할 수도 있다. 반대로 텔레비전 방송을 수신할 수 있는 장치를 컴퓨터에 부착하면 컴퓨터로도 텔레비전을 볼 수 있다.

보조 기억 장치

補助記憶裝置

장치는 기억 용량이 제한되어 있으므로 한꺼번에 많은 자료를 기억할 수 없을 뿐만 아니라, 전원이 끊어지면 기억되어 있던 자료가 지워져 버린다. 또한 새로운 자료가 입력되면 전에 있던 자료가 지워져 버리므로 자료를 다른 곳에 보관해 두어야 한다. 그래서 전원이 끊어져도 지워지지 않고 많은 자료를 기억할 수 있는 대용량의 기억 장치가 만들어지게 되었다. 보조 기억 장치는 주기억 장치의 약점을 보완해 주는 역할을 하며, 사용 빈도가 낮은 데이터의 저장과 반복적으로 사용되는 프로그램의 보관용으로 이용되고 있다.

자기 테이프

磁氣 tape

자기 테이프는 폴리에스테르 필름의 표면에 자성 물질을 발라 놓은 것으로 폭 0.5인치, 길이는 400-2,400피트로 다양하다. 자기 테이프 1인치에 800-6,200자 정도 기록할 수 있다. 자기 테이프는 우리가 흔히 사용하는 카세트 테이프와 같은 원리로 만들어졌다. 따라서 한번 기록된 데이터는 반복 사용이 가능하고, 다른 내용을 기록하면 먼젓번 내용은 지워진다. 자기 테이프는 기억 용량이 매우 크다. 따라서 자주 사용하지 않는 정보의 보관이나 자기 디스크에 보관 중인 정보를 복사하는 데 이용된다. 자기 테이프에 자료를 기록하고 자료를 읽어들이는 장치를 테이프 드라이버라고 부른다. 또 테이프 드라이버 중 기록된 자료를 읽거나 자료를 테이프에 기록하는 부분을 헤드라 한다.

디스크 드라이버

disk driver

디스크 드라이버는 디스크에 자료를 기록하고, 기록된 자료를 읽어들이는 장치이다. 디스크는 음반과 비슷하게 생긴 둥그런 판 위에 자성 물질을 발라 놓아 자화시킬 수 있도록 만든 것이다. 이것을 자기 디스크라고 부른다. 자기 디스크는 자료가 기록된 위치에 관계없이 빨리 찾아 읽을 수 있고, 기억 용량도 커서 많이 사용되는 보조 기억 장치이다.

디스크 드라이버에서는 자기 디스크를 여러 장 모아 하나의 축에 고정시켜서 만든 디스크 팩을 사용한다. 디스크 한 장에는 여러 개의 동심원이 있는데, 이것을 트랙이라고 부른다. 트랙은 자기 디스크 한 면에 200-800개 정도가 있다. 바깥쪽 트랙이 안쪽 트랙보다 크지만 기록되는 자료의 양은 같다. 트랙은 또다시 여러 등분되는데, 등분된 트랙의 각 부분을 섹터라고 부른다.

자기 드럼

磁氣－

둥그런 원형 표면에 자성 물질을 발라 놓아 자화시킬 수 있도록 만든 것이 자기 드럼이다. 원통 둘레를 트랙이라 하며, 각 트랙마다 읽고 쓰는 헤드가 하나씩 있어서 원통이 한 바퀴 도는 동안 자료를 읽거나 쓸 수 있다. 컴퓨터가 처음 개발되었을 때에는 처리 속도가 빠르기 때문에 컴퓨터의 주기억 장치로 사용되기도 했으나, 기억 용량이 매우 작아 지금은 사용되고 있지 않다.

플로피 디스크

floppy disk

플로피 디스크는 플라스틱 원판에 자성 물질을 발라 헤드가 자료를 읽거나 쓸 수 있도록 만든 것으로 디스켓이라고도 부른다. 플로피 디스크는 8인치, 5.25인치, 3.5인치 등 여러 종류가 있으며, 3.5인치는 부피가 작고 값이 싸기 때문에 마이크로 컴퓨터에 많이 사용되고 있다.

시디롬

CD－ROM

컴퓨터에 소프트웨어를 보급할 때 가장 널리 사용되는 저장장치이다. 시디롬이란 뜻은 '저장된 내용만 읽는 콤팩트 디스크(Compact Disk－Read Only Memory)'라는 영어 표현이 줄어서 된 것이다. 여기서 '읽기전용기억장치'라는 의미를 지닌 롬(ROM)은 시디롬에 데이터가 영구히 들어 있다는 뜻이다. 따라서 컴퓨터로 시디롬 안의 데이터를 지우거나 바꾸거나 새로운 내용을 더 삽입할 수는 없다.

시디롬은 오디오용 콤팩트 디스크와 크기도 같고 작동 방식도 같다. 시디롬의 한쪽 면은 평평한 면에 0과 1을 나타내는 미세한 구멍들이 있다. 레이저 장치로 레이저 광선을 쏘아 시디롬 디스크의 구멍들을 읽어서 비트 신호를 만든다.

표준 규격의 시디롬은 약 650메가바이트의 용량을 저장할 수 있는데, 이것은 대략 양면으로 타자한 문서 32만 5,000페이지에 이르는 분량이다. 이렇게 용량이 엄청나기 때문에 시디롬은 멀티미디어 프로그램들을 보급하는 주요 수단으로 쓰인다. 멀티미디어 프로그램은 문서, 그림, 동영상, 음향 등 여러 형태의 정보가 결합되어 있어 용량이 매우 크다.

광 디스크

DVD：digital video disk

디스크 양면에 데이터를 저장하는 광 디스크는 시디롬과 같은 크기이지만, 훨씬 더 많은 정보를 저장할 수 있다. 디스크 양면의 저장 용량을 합하면 17기가바이트나 된다. 광 디스크를 사용하려면 특수 드라이브가 필요한데, 이 드라이브에서는 시디롬도 재생할 수 있다.

플래터

plater

플래터는 시디롬과 똑같은 기능은 하지만 크기도 더 크고 용량도 훨씬 크다. 하지만 비싸기 때문에 회사, 정부기관, 연구소 등 많은 용량의 데이터 베이스를 저장해야 하는 곳에서 주로 사용된다.

주변 장치의 연결

周邊裝置－連結

컴퓨터의 중앙 처리 장치는 주변 장치보다 처리 속도가 훨씬 빠르다. 또 중앙 처리 장치에서 사용하는 신호 체계와 주변 장치에서 사용하는 신호체계가 전혀 다르기 때문에 중앙 처리 장치와 주변 장치의 처리 속도와 신호의 차이를 해결해 주는 장치가 필요하다.

채널

channel

컴퓨터의 중앙 처리 장치는 한번에 하나씩 차례대로 업무를 처리하므로 주변 장치의 동작이 끝나야만 비로소 작업을 계속하게 된다. 따라서 중앙 처리 장치는 주변 장치의 느린 속도 때문에 충분히 성능을 발휘하지 못하게 되는데, 이런 일이 없도록 주변 장치를 별도의 장치에서 조종할 수 있게 한 것이 채널이다.

채널은 중앙 처리 장치와 주변 장치의 동작을 분리시키고, 그 사이에서 중앙 처리 장치가 계속 쉬지 않고 다른 일을 할 수 있도록 하는 별도의 컴퓨터 같은 역할을 한다. 중앙 처리 장치에는 여러 개의 채널을 붙일 수 있으므로 처리 속도가 느린 주변 장치들은 여러 대를 하나의 채널로 제어할 수 있지만, 비교적 처리가 빠른 장치들은 각각의 채널을 붙인다.

소프트웨어

컴퓨터는 기계적인 장치, 즉 하드웨어 자체만으로는 움직이지 않으므로, 반드시 컴퓨터의 작동을 지시하고 통제하는 소프트웨어가 있어야 한다. 아무리 뛰어난 성능의 하드웨어가 갖추어져 있다고 해도 그것을 움직이는 소프트웨어가 없다면 컴퓨터는

고철 덩어리에 지나지 않는다.

소프트웨어는 컴퓨터의 하드웨어가 효율적으로 운영되도록 해 주는 프로그램의 집합체이다. 여기에서 프로그램이란 사용자가 원하는 데이터 처리를 컴퓨터가 대신 수행하도록 지시하는 명령어를 일정한 순서대로 모아 놓은 것이다. 컴퓨터에서 이용되는 소프트웨어는 크게 시스템 소프트웨어와 응용 소프트웨어로 나눌 수 있다.

시스템 소프트웨어는 사용자를 도와 컴퓨터를 효율적으로 이용할 수 있도록 해주는 소프트웨어이고, 응용 소프트웨어는 시스템 소프트웨어의 기반 위에서 특정 작업의 처리를 가능하게 해 주는 프로그램이다. 우리가 흔히 시중에서 구입하여 사용하고 있는 문서 편집 프로그램이나 전자 계산표 프로그램, 데이터 베이스 프로그램 등의 응용 패키지가 바로 응용 프로그램이다.

운영체제의 역할

運營體制－役割

운영 체제는 대부분의 컴퓨터 설비에서 찾아볼 수 있는 중요한 시스템 소프트웨어 패키지로, 컴퓨터 내의 여러 가지 자원들의 관리와 전반적인 운영을 위한 특수 프로그램들을 모아 놓은 것이다.

운영 체제는 컴퓨터의 사용자와 하드웨어의 중간에 위치하여 자동적으로 사용할 응용 프로그램을 불러 내고, 특수한 서비스 프로그램을 번역하며, 또 사용자가 원하는 출력을 산출하는 데 필요한 자료를 관리해 준다. 따라서 사용자는 시스템의 하드웨어 특성 등에 신경 쓰지 않고 컴퓨터를 조작할 수 있다. 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 개인용 컴퓨터에서 쓰이는 도스(DOS) 프로그램은 바로 운영 체제의 한 종류이다.

오늘날의 운영 체제 속에는 수많은 프로그램이 들어 있지만, 이들은 크게 제어 프로그램과 처리 프로그램으로 구분할 수 있다.