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주판
주판은 최초의 계산기로 기원전 500년경 중국에서 발명되었다. 주판의 원리는 간단하다. 십진법에 기초를 둔 주판은 알이 숫자를 뜻하며 주판알의 가치는 알이 위치한 열과 줄에 따라 결정된다.
가장 우측 열의 알들은 1의 자리 숫자를 나타내고, 다음 줄은 10의 자리를 나타내며, 그 다음 줄은 100의 자리를 나타낸다(다시 말해 이 줄의 알 하나는 100을 나타낸다).
주판의 다른 형태로 체크무늬의 천에 마커를 이용한 것이 있는데 각 열이 다른 값을 나타내는 것은 주판과 유사하다.
파스칼의 계산기
기계로 움직이는 계산기를 처음 발명한 사람은 천문학자 케플러의 친구였던 빌헬름 시카드(Wilhelm Schickard)라고 알려져 있다. 하지만 1623년에 그가 만든 계산기는 전해지지 않아 프랑스 과학자이자 철학자인 블레이즈 파스칼(Blaise Pascal)이 1642년에서 1645년 사이에 발명한 더하기 용 계산기가 최초의 기계적 계산기로 인정받고 있다. 이 계산기는 여덟 자리 수의 더하기와 빼기를 하기 위해 톱니와 바퀴를 사용했다.
라이프니츠의 계산기
미적분학을 발명한 것으로 널리 알려진 고트프리드 라이프니츠(Gottfried Leibniz)는 1673년에 개선된 계산기를 만들었다. 라이프니츠의 계산기는 파스칼의 계산기보다 훨씬 정교하여 덧셈과 뺄셈 외에 곱하기, 나누기, 제곱근의 계산도 할 수 있었다.
자카드의 방직기
현대 컴퓨터가 발명되기까지 계산기 다음으로 중요한 단계는 1804년 프랑스의 조셉 마리 자카드가 만든 자동 방직기였다. 이 방직기는 천 위에 펀치 카드를 이용해 문양을 입력했다. 이는 카드에 정보를 저장하고 기계를 통해 일을 수행하도록 한 최초의 것이었다.
분석 엔진
자카드의 방직기가 발명되고 30년 후 영국의 발명가 찰스 배비지(Charles Babbage)는 세계에서 최초로 디지털 컴퓨터를 고안했다. 분석 엔진이라고 이름 붙인 이 컴퓨터는 산술 계산을 하고 그 결과에 따라 간단한 ‘의사결정’을 하는 것이 가능하도록 고안된 최초의 장치였다. 이 설계는 최초로 중앙처리장치, 기초적인 정보저장장치, 입・출력장치(잭카드의 펀치 카드) 그리고 제어장치 등 현대 컴퓨터의 모든 요소를 포함하고 있어 특별한 의미를 가지는 것이었다. 그러나 불행하게도 이 야심찬 기계를 설계한 바비지는 당시 기술 수준의 한계와 필요한 자금 충당 문제로 인해 제작까지 가지 못하고 좌절해야 했다.
부울 대수
배비지가 기술이 향상되기를 기다리고 있는 동안 또 다른 영국인 조지 부울(George Boole)이 수학 이론의 한 분야로 새로운 논리를 적용시킨 부울 대수를 발전시켰다. 부울은 1847년 마치 간단한 게이트들 - ‘AND’, ‘OR’, ‘NOT’ - 과 이진법을 이용하는 현대 컴퓨터의 트랜지스터 회로를 위한 것처럼 생각되는 ‘언어’인 부울 대수를 만들었다. 재미있는 것은 부울 대수가 트랜지스터가 발명되기 꼭 100년 전에 만들어졌다는 것이다.
이로써 세계는 컴퓨터 시대를 맞이할 모든 준비를 끝내고 새로운 시대의 벽두에 서 있었다. 복잡한 수학 계산에 필요한 이진법 논리를 수행할 디지털 스위치들도 이미 고안되어 있었다. 필요한 것은 그런 계산을 전기적으로 하는 것과 엄청난 규모의 계산 실행 능력을 현실화하는 일만 남아 있었다.
부울 대수의 예
AND
모든 것이 다 구비된 경우를 나타내기 위해 사용한다.
검색 사용 예 : 오일 AND 물 AND 공해
검색된 자료 : 오일, 물 그리고 공해를 모두 사용하고 있는 문서
OR
찾고자 하는 요소 중 하나라도 포함하고 있는 경우를 나태는 데 사용한다.
검색 사용 예 : 크림 OR 치즈 OR 우유
검색된 자료 : 크림, 치즈, 우유 중에서 하나 또는 두 개 이상을 다룬 문서
NOT
첫 번째 항은 포함하지만 두 번째 항은 포함하지 않는 경우를 나타내는 데 사용한다.
검색 사용 예 : 잡지 NOT 신문
검색된 자료 : 잡지에 대해서는 다루고 있지만 신문은 다루고 있지 않은 문서
첫 번째 전자 컴퓨터와 트랜지스터
첫 번째 전자 컴퓨터는 1943년 영국의 블레칠리 파크(Bletchley Park)에서 만들어졌다. 제2차 세계대전 동안 독일의 암호를 풀기 위한 용도로 만들어진 이 기계는 매우 컸으며 수많은 밸브를 포함하고 있었고 그다지 신뢰할 수 있는 기계가 아니었다. 하지만 다행스럽게도 1947년 미국 벨연구소의 바딘(Messer Bardin), 브라테인(Brattain) 그리고 쇼클리(Shockley)가 최초의 트랜지스터를 발명했다.
컴퓨터 시대
트랜지스터는 컴퓨터 시대를 가능하게 했다. 트랜지스터의 간단한 스위치 작용을 이용해 더 작고 더 많은 일을 하며, 더 강력한 컴퓨터를 만들 수 있게 되었다. 이에 따라 사람들은 처음으로 다가올 ‘컴퓨터 시대’에 대해 이야기하기 시작했다.
1951년에는 최초의 상업용 컴퓨터 페란티 마크 I(Ferranti Mark I)이 시중에 등장했다(이 컴퓨터는 밸브를 이용해 작동했기 때문에 회사는 단지 여덟 대의 컴퓨터만 팔 수 있었다).
1958년부터 사람들은 트랜지스터를 이용해 컴퓨터를 만들기 시작했고, 컴퓨터가 정부 사무실이나 대학의 연구실을 떠나 산업체에서 사용되는 시대가 되었다.
BASIC 코드
디지털 기기 코퍼레이션(DEC)은 1963년 최초로 미니컴퓨터를 만들었다. 컴퓨터 언어인 BASIC(Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code)은 1964년에 개발되어, 컴퓨터 프로그램을 쉽게 할 수 있는 유용한 언어를 가질 수 있게 되었다.
집적회로
마우스는 1968년에 등장했고, 집적회로(IC)를 포함하고 있는 칩은 그로부터 2년 후에 나타났다. 이로 인해 컴퓨터는 점점 작아지고 더 강력해졌다. 1971년에는 최초로 인텔 마이크로프로세서가 제작되었다. 집적회로는 개인 컴퓨터인 알테어 8800의 제작이 가능하도록 했다. 이 컴퓨터는 1975년 (키트 형태로) 판매되기 시작했으며 비록 큰 성공을 거두지는 못했지만 1981년 IBM이 개인 컴퓨터를 생산하는 계기가 되었다.
그래픽 사용자 인터페이스
3년 후 애플사가 그래픽 사용자 인터페이스를 적용한 매킨토시를 출시하자 컴퓨터를 괴짜들의 장난감 정도로 생각하던 사람들까지 컴퓨터를 사용하기 시작했다. 이 인터페이스는 매우 성공적이어서 –거의 모든 사람이 이것을 이용할 수 있었기 때문에- 다른 컴퓨터 회사들도 사용자들에게 편리한 이 인터페이스를 다투어 채택했다.
상용 컴퓨터 판매
1998년이 되자 빌 게이츠(Bill Gates)의 마이크로소프트가 세계에서 가장 가치 있는 회사가 된 것은 짧은 기간 동안에 얼마나 많은 변화가 있었는지를 단적으로 나타낸다. 40년도 안 되는 기간 전에는 시장에서 총 여덟 대의 컴퓨터가 팔렸다. 하지만 오늘날에는 우리 생활의 거의 모든 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있으며 이러한 상황은 가까운 미래에도 달라지지 않을 것 같다.
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글
영국 과학박물관의 과학자이자 수학자로, 옥스퍼드 사전 편찬 작업에 컨설턴트로 참여했다. 테크놀로지, 우주 등 다양한 과학 분야에서 일반인을 위한 작품을 집필 중에 있다.
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