21세기를 맞이하여 현재 우리 주변 환경에서 컴퓨터는 이미 일상생활에서 가전제품과 동일하게 취급하고 있으며 비약적으로 컴퓨터의 기능을 확장시켜 왔다. 또한 인터넷 통신, 오디오, 비디오, tv 등의 기능을 통합하여 사용자 개개인에게 반드시 필요한 하나의 컴퓨팅 시스템(Computing System) 기능을 보유한 인텔리전트 머신 (Intelligent Machines)으로 더욱 빠르게 발전하고 있다.
최초의 상용 컴퓨터인 UNIVAC의 등장 이후 컴퓨터는 최첨단 반도체 기술의 발전과 객체지향 중심의 다양한 프로그래밍 언어개발 그리고 사용자가 컴퓨터를 효율적으로 운영하기 위한 멀티미디어 운영체제의 등장으로 정치, 사회, 국방, 교육, 외교 분야에서 획기적인 사고의 전환을 이끌어왔다고 할 수 있다.
컴퓨팅 시스템은 크게 물리적 장치와 논리적 장치로 구성하고 있으며 물리적 장치의 구성 요소를 총칭하여 하드웨어라 하며, 하드웨어의 동작을 지시하고 제어하는 모든 종류의 프로그램을 포함한 응용 기술을 소프트웨어라 한다. 컴퓨팅 시스템에서는 각 장치간의 상호 작용과 밀접한 연관성에 의해 사용자가 원하는 작업을 원활하게 수행할 수 있는 환경을 제공한다.
컴퓨팅 시스템은 기본적으로 프로그램을 해석하고 실행할 수 있는 프로세서(processor), 데이터와 정보를 저장하는 기억 장치, 그리고 컴퓨터와 외부 장치간에 서로 정보를 교환하도록 하는 입출력 장치(I/O device) 등이 필요하다. 따라서 컴퓨팅 시스템은 CPU, 기억 장치, 입출력 장치가 서로 유기적인 정보교환 및 데이터 프로세싱 작업이 가능하도록 구성한 시스템이다.
또한 CPU (Central Processing Unit)는 프로그램을 이용하여 기억 장치에 저장되어 있는 소스 데이터 (source data) 를 유용한 정보로 가공 및 처리하는 장치하고 할 수 있다.
기억 장치는 데이터를 임시저장하거나, 검색이나 갱신 할 수 있는 데이터를 장기간 저장할수 있는 장치이다. 데이터를 임시적으로 저장하는 기억 장치를 주기억 장치, 일정 시간 또는 장기간 보관하는 용도로 사용하는 기억 장치를 보조기억 장치 라고 부른다.
또한 입출력 장치는 컴퓨터와 사용자간의 데이터와 처리한 결과 등을 편리하게 주고받도록 유용한 수단을 제공하는 장치이다.
인간은 다양한 형태의 기호로 작성한 자연어와 10진수를 주로 사용하지만, 컴퓨터는 명령어와 데이터를 2진수 형태인 0과 1을 사용하여 저장, 처리, 전송한다. 인간과 컴퓨터 간에 정보 교류를 이루기 위해서 인간이 사용하는 언어는 기계어로, 또한 기계어는 인간이 사용하는 언어(자연어)로 변환하는 기능이 입출력 장치를 통해 이루어지고 있다. 컴퓨터에서 소스 데이터는 입력 장치를 통해 기억 장치에 입력하며, 기억 장치에 저장된 데이터는 CPU에 의해 처리한 후 기억 장치에 다시 저장되고, 처리된 정보는 출력 장치를 통하여 사용자에게 제공하게 된다.
대부분의 컴퓨팅 시스템에서는 원하는 작업에 필요한 S/W를 사용하여 다양한 작업을 실행하므로 실행 작업에 매핑하는 여러 형태의 프로그램을 응용 프로그램(Application Program)이라 하며, 이들은 데이터 처리에 직접적으로 관련된 작업들을 실행할 수 있도록 명령어를 제공한다.
컴퓨팅 시스템에서 컴퓨터의 H/W 자원을 포함하여 S/W 자원의 효율적인 관리와 전반적인 운영을 담당하고 사용자의 편의를 도모하기 위해 H/W와 응용 프로그램을 연결하여 주는 소프트웨어를 운영체제(OS : Operating Systems)라고 한다.
제1세대 컴퓨터는 과학 기술 계산용으로 사용하였으며 전자식 계산기로 정의되었다. 제2세대부터는 IC 기술의 발전에 힘입어 계산뿐만 아니라 정보 검색, 문서 편집, 기계 제어 등 여러 가지 기능을 효율적으로 수행할 수 있게 되어 그 응용 범위가 점점 확대하여 컴퓨터는 "데이터 처리 기능을 가진 기계" 로 정착되었다.
컴퓨터의 응용 분야는 크게 데이터 처리, 정보 처리, 지식 처리, 기능 처리 단계로 발전해 "제3의 물결(The Thied Wave)"의 결과인 정보화 혁명을 가져왔다.
수많은 사용자가 이용하는 인터넷의 열풍으로 발생한 PC game Room의 확산과 사이버공간을 통한 채팅으로 VDT 증후군이나 해킹, 컴퓨터 범죄 등의 부작용도 나타나고 있지만, 미래에도 컴퓨터는 인터넷 혁명과 디지털 혁명을 통한 지식기반 사회를 계속 유도할 동반자가 될 것이다
데이터는 가공하지 않은 사실에 대한 단순한 기록으로 여러 가지 형식으로 표현한 수치와 문자 등을 포함하므로 데이터 크기가 가장 방대하며, 기업이나 관공서 등의 일상 업무에서 대량으로 생성된다. 또한 정보는 데이터를 가공하여 얻을 수 있는 진보된 데이터이다.
데이터 처리의 필요성은 시스템을 사용하는 사람들이 의사 결정을 하기 위한 정보를 필요로 하기 때문이고 정보의 양적, 질적 수준이 향상될수록 보다 나은 의사 결정을 할 수 있기 때문이다.
정보와 데이터 이상의 의미를 합쳐서 지식을 생산할 수 있으며, 지식은 정보를 발전시킨 형태로 구성된다. 또한 지혜는 지식을 가공 처리한 후 얻을 수 있는 진보된 지식 이라고 할 수 있다.
컴퓨터 공학의 발전으로 컴퓨터의 사용은 오늘날에도 주요 작업인 데이터 처리에서 출발하였으며, 데이터 구조의 발전에 따라 컴퓨터의 역할은 수치 계산 등의 순수 데이터 처리 기능에서 벗어나 다양한 정보 처리 기능을 중심으로 발전하였다.
그러나 현재의 컴퓨터는 지능 처리에 있어서는 아직도 초기단계에 머물러 있는 실정이다. 지능은 창출하는 것부터 매우 어렵고, 또한 그 처리는 훨씬 더 어렵다고 할 수 있다. 이에 따라 컴퓨팅 시스템 단독으로 사고한다거나 또는 추론한 결과는 아직까지 만족할 수준에 미치지 못하고 있는 실정이다.
오늘날 차세대 컴퓨터 시스템 개발의 일환으로 인간의 의지 및 추론 능력을 가진 신경망 컴퓨터를 연구 개발하고 있다.
신경망 컴퓨터는 디지털 컴퓨터보다 처리 속도는 느리지만 지능은 높다. 또한 인간의 처리 속도는 신경망 컴퓨터보다 더 느리지만 지능은 훨씬 높다. 앞으로는 속도가 빠른 컴퓨터보다 지능적인 컴퓨터를 원하게 되는 것이다. 이러한 컴퓨터들은 21세기에 실효를 거둘 것이며, 사회의 각 분야에서 스스로 얻은 경험을 토대로 지능적으로 발전할 것이다.
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