[컴퓨터 구조] 2. 컴퓨터 구조의 발전

[ELECTRONIC ELECTRICAL ENG/컴퓨터 일반] - [컴퓨터 구조] 1. 컴퓨터시스템 개요

[컴퓨터 구조] 1. 컴퓨터시스템 개요

 

2.1 컴퓨터 구조의 발전 과정

(1) 주요 부품들의 발전 과정 : 릴레이 (relay) → 진공관 → 트랜지스터 → 반도체 집적회로 (IC)
- 처리속도 향상

- 저장용량 증가
- 크기 감소
- 가격 하락
- 신뢰도 향상

 

2.2 주요 컴퓨터 부품들의 특징

   0. 진공관
      - 제 1 세대 컴퓨터들의 부품

1. 트랜지스터 (transistor)
   - 제 2 세대 컴퓨터들의 부품
2. 집적 회로 (IC, Intergrated Circuit) : 수만 개 이상의 트랜지스터들을 하나의 반도체 칩에 집적시킨 전
   자 부품
   - 제 3 세대 컴퓨터들의 부품 
   1. SSI (Small Scale IC) : 수십 개의 트랜지스터들이 집적되는 소규모 IC
      - 최근에는 주로 기본적인 디지털 게이트 (digital 들을 포함하는 칩으로만 사용됨
   2. MSI(Medium Scale IC) : 수백 개의 트랜지스터들이 집적되는 IC
      - 카운터 (counter), 해독기 (decoder) 또는 시프트 레지스터 (shift register) 와 같은 조합 회로나 순차 회로를 포함하는 칩
   3. LSI(Large Scale IC) : 수천 개의 트랜지스터들이 집적되는 대규모 IC
      - 8 비트 마이크로프로세서 칩이나 소규모 반도체 기억장치 칩
   4. VLSI(Very Large Scale IC) : 수만 내지 수십만 개 이상의 트랜지스터들이 집적되는 초대규모 IC
      - 제 4 세대 컴퓨터들의 부품
      - 마이크로프로세서 칩들과 대용량 반도체 기억장치 칩
   5. ULSI(Ultra Large Scale IC) : 수백만 개 이상의 트랜지스터들이 집적
      - 32 비트급 이상 마이크로프로세서 칩들과 수백 메가비트 이상의 반도체 기억장치 칩들 및 앞으로 출현할 고밀도 반도체 칩들을 지칭하기 위한 용어
      - VVLSI(Very Very Large Scale 라고도 불
3. IC 사용에 따른 이점
   전기적 통로가 짧아짐
   동작 속도가 크게 상승
   컴퓨터 크기의 감소
   칩 내부의 회로들간의 상호연결
   부품들의 신뢰성 향상
   전력 소모 감소 및 냉각 장치의 소형화
   컴퓨터 가격 하락
   VLSI 의 출현으로 개인용 컴퓨터가 개발됨

2.3 컴퓨터시스템의 분류와 발전 동향

1. 개인용 컴퓨터 (Personal Computer) :  소형, 저가
   - 성능 : 대형 메인프레임 컴퓨터의 성능을 능가
2. 내장 컴퓨터 (Embedded Computer) : 기계 장치나 전자 장치들의 내부에 포함되어 , 그 장치들의 동작을 제어하는 컴퓨터들
   - 실시간 처리 (Real-Time Processing)
   - 유비쿼터스 컴퓨팅 설비의 중심 요소로도 사용될 전망
3. 중형급 컴퓨터시스템
   1. 워크스테이션 
   2. 슈퍼미니컴퓨터 (Super minicomputer)
4. 메인프레임 컴퓨터 (mainframe computer) : 대규모 데이터베이스 저장 및 관리용으로 사용
   - 최근 성능과 가격면에서 슈퍼미니급 컴퓨터들과 경쟁하고 있으며 , 점차적으로 시장 점유율 하락 중
5. 슈퍼컴퓨터 (supercomputer)  : 현존하는 컴퓨터들 중에서 처리 속도와 기억장치 용량이 다른 컴퓨터들에 비하여 상대적으로 월등한 컴퓨터 시스템
   - 응용 분야 : VLSI 회로 설계 , 항공우주공학 , 천문학 일기 예보 ), 구조 공학 , 유전 탐사 , 핵공학 , 인공지능 , 입체 영상처리 등과 같은 대규모 과학 계산 및 시뮬레이션
   1. 파이프라인 슈퍼컴퓨터 (pipeline supercomputer) : 복잡한 초고속 연산 장치들이 포함한 CPU 들을 이용하
      여 구성
      - 각 연산 장치는 고도의 파이프라인 구조를 이용하여 고속 벡터 계산 가능
   2. 대규모 병렬컴퓨터 (MPP, massively parallel computer) : 한 시스템 내에 상호 연결된 수백 혹은 수천 개 이상의
      일반적인 프로세서들을 포함
      - 프로세서들이 하나의 큰 작업을 나누어 동시에 처리하는 병렬처리 (parallel processing) 기술 이용
   3. 클러스터 컴퓨터 (Cluster computer) : 고속 LAN 이나 네트워크 스위치에 의해 서로 연결된 PC들 혹은 워크스테이션들의 집합체
      - 노드 ( 단위 컴퓨터 들에 포함된 모든 자원들을 단일 시스템 이미지 (Single System Image:SSI) 로 통합