일요일 1월 1, 1888 로 현재
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컴퓨터는 컴퓨터 프로그래밍을 통해 산술 또는 논리 연산의 시퀀스를 자동으로 수행하도록 지시받을 수 있는 기계입니다. 현대의 컴퓨터는 프로그램이라고 불리는 일반화된 연산 세트를 따를 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 이러한 프로그램은 컴퓨터가 매우 광범위한 작업을 수행할 수 있게 합니다. 하드웨어, 운영 체제(주요 소프트웨어) 및 '완전한' 작동에 필요한 주변 장치를 포함하는 '완전한' 컴퓨터를 컴퓨터 시스템이라고 부를 수 있습니다. 이 용어는 연결되어 함께 작동하는 컴퓨터 그룹, 특히 컴퓨터 네트워크나 컴퓨터 클러스터를 지칭하는 데 사용될 수도 있습니다.
20세기 전반기 동안, 많은 과학적 컴퓨팅 요구는 점점 더 정교해지는 아날로그 컴퓨터에 의해 충족되었으며, 이는 계산의 기초로서 문제에 대한 직접적인 기계적 또는 전기적 모델을 사용했습니다. 그러나 이들은 프로그래밍이 불가능했고 일반적으로 현대 디지털 컴퓨터의 다재다능함과 정확성이 부족했습니다. 최초의 현대식 아날로그 컴퓨터는 1872년 윌리엄 톰슨 경(Sir William Thomson)이 발명한 조석 예측기였습니다.
영국의 기계 공학자이자 박식가인 찰스 배비지는 프로그래밍 가능한 컴퓨터의 개념을 처음으로 고안했습니다. "컴퓨터의 아버지"로 여겨지는 그는 19세기 초에 최초의 기계식 컴퓨터를 구상하고 발명했습니다. 항법 계산을 돕기 위해 설계된 혁신적인 차분 기관을 연구하던 중, 1833년에 그는 훨씬 더 범용적인 설계인 해석 기관이 가능하다는 것을 깨달았습니다. 프로그램과 데이터의 입력은 당시 자카드 직기와 같은 기계식 직기를 제어하는 데 사용되던 방식인 천공 카드를 통해 기계에 제공될 예정이었습니다. 출력 장치로는 프린터, 곡선 플로터, 벨이 포함될 예정이었습니다. 또한 이 기계는 나중에 읽을 수 있도록 숫자를 카드에 펀칭할 수도 있었습니다. 이 엔진은 산술 논리 장치, 조건부 분기 및 루프 형태의 제어 흐름, 통합 메모리를 포함하고 있어 현대적인 용어로 튜링 완전(Turing-complete)이라고 설명할 수 있는 최초의 범용 컴퓨터 설계였습니다. 이 기계는 시대를 약 1세기 앞서 있었습니다. 기계의 모든 부품을 수작업으로 만들어야 했는데, 이는 수천 개의 부품이 들어가는 장치에 있어 큰 문제였습니다. 결국 영국 정부가 자금 지원을 중단하기로 결정하면서 프로젝트는 해체되었습니다. 배비지가 해석 기관을 완성하지 못한 것은 주로 정치적, 재정적 어려움과 더불어 점점 더 정교한 컴퓨터를 개발하려는 그의 열망, 그리고 다른 사람들이 따라올 수 없을 정도로 빠르게 앞서 나가려는 욕구 때문이었습니다. 그럼에도 불구하고 그의 아들 헨리 배비지는 1888년에 해석 기관의 연산 장치(밀)의 간소화된 버전을 완성했습니다. 그는 1906년에 이를 사용하여 계산표를 만드는 시연을 성공적으로 마쳤습니다.
기계식 아날로그 컴퓨팅 기술은 1927년부터 MIT의 H. L. 헤이젠(H. L. Hazen)과 배니바 부시(Vannevar Bush)가 제작한 미분 해석기(differential analyzer)를 통해 정점에 도달했습니다. 이는 제임스 톰슨(James Thomson)의 기계식 적분기와 H. W. 니만(H. W. Nieman)이 발명한 토크 증폭기를 기반으로 구축되었습니다. 이 장치들은 구식이 되기 전까지 약 12대가 제작되었습니다. 1950년대에 이르러 디지털 전자 컴퓨터의 성공으로 대부분의 아날로그 컴퓨팅 기계는 사라졌지만, 교육(제어 시스템)이나 항공(슬라이드 룰)과 같은 일부 특수 분야에서는 1950년대까지 계속 사용되었습니다.
현대 컴퓨터의 원리는 앨런 튜링(Alan Turing)이 1936년에 발표한 기념비적인 논문 '계산 가능한 수에 관하여(On Computable Numbers)'에서 제안되었습니다. 튜링은 자신이 '범용 컴퓨팅 기계(Universal Computing machine)'라고 부른 간단한 장치를 제안했으며, 이는 오늘날 범용 튜링 기계로 알려져 있습니다. 그는 이러한 기계가 테이프에 저장된 명령어(프로그램)를 실행함으로써 계산 가능한 모든 것을 계산할 수 있으며, 프로그래밍이 가능하다는 것을 증명했습니다. 튜링 설계의 핵심 개념은 계산을 위한 모든 명령어가 메모리에 저장되는 '내장 프로그램' 방식입니다. 폰 노이만(Von Neumann)은 현대 컴퓨터의 핵심 개념이 이 논문에서 비롯되었음을 인정했습니다.
초기 디지털 컴퓨터는 전기 기계식이었습니다. 전기 스위치가 기계식 릴레이를 구동하여 계산을 수행했습니다. 이러한 장치는 작동 속도가 느렸고 결국 진공관을 사용하는 훨씬 더 빠른 완전 전기식 컴퓨터로 대체되었습니다. 1939년 독일 엔지니어 콘라트 추제(Konrad Zuse)가 만든 Z2는 가장 초기 전기 기계식 릴레이 컴퓨터 중 하나였습니다.
1941년, 추제는 이전 기계의 후속작으로 세계 최초의 작동 가능한 전기 기계식 프로그래밍 가능 완전 자동 디지털 컴퓨터인 Z3를 개발했습니다. Z3는 2000개의 릴레이로 제작되었으며, 약 5~10Hz의 클록 주파수에서 작동하는 22비트 워드 길이를 구현했습니다. 프로그램 코드는 펀치 필름으로 제공되었으며, 데이터는 64워드의 메모리에 저장하거나 키보드를 통해 입력할 수 있었습니다.
미국에서는 아이오와 주립 대학교의 존 빈센트 아타나소프(John Vincent Atanasoff)와 클리포드 E. 베리(Clifford E. Berry)가 1942년에 최초의 "자동 전자식 디지털 컴퓨터"인 아타나소프-베리 컴퓨터(ABC)를 개발하고 테스트했습니다. 이 설계 역시 완전 전자식이었으며 약 300개의 진공관을 사용했고, 메모리로는 기계적으로 회전하는 드럼에 고정된 커패시터를 사용했습니다.
제2차 세계 대전 중, 블레츨리 파크(Bletchley Park)의 영국군은 암호화된 독일군 통신을 해독하는 데 여러 차례 성공을 거두었습니다. 독일의 암호 기계인 에니그마(Enigma)는 처음에 여성들이 주로 운영했던 전기 기계식 봄브(bombes)의 도움으로 공격을 받았습니다. 고위급 육군 통신에 사용된 더 정교한 독일의 로렌츠(Lorenz) SZ 40/42 기계를 해독하기 위해 맥스 뉴먼(Max Newman)과 그의 동료들은 플라워스(Flowers)에게 콜로서스(Colossus) 제작을 의뢰했습니다. 그는 1943년 2월 초부터 11개월 동안 첫 번째 콜로서스를 설계하고 제작했습니다. 1943년 12월 기능 테스트를 마친 후, 콜로서스는 블레츨리 파크로 배송되어 1944년 1월 18일에 도착했습니다. 콜로서스는 세계 최초의 전자식 디지털 프로그래밍 가능 컴퓨터였습니다.
콜로서스는 1944년 2월 5일에 첫 번째 메시지를 공격했습니다.
ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)은 미국에서 제작된 최초의 전자식 프로그래밍 가능 컴퓨터였습니다. ENIAC은 콜로서스와 유사했지만 훨씬 더 빠르고 유연했으며 튜링 완전(Turing-complete)이었습니다. 이는 전자 장치의 고속 처리 능력과 복잡한 문제를 해결하기 위해 프로그래밍할 수 있는 기능을 결합한 것이었습니다. 초당 5,000번의 덧셈이나 뺄셈을 수행할 수 있었는데, 이는 다른 어떤 기계보다 1,000배 빠른 속도였습니다. 또한 곱셈, 나눗셈, 제곱근을 계산하는 모듈도 갖추고 있었습니다. 고속 메모리는 20단어(약 80바이트)로 제한되었습니다. 펜실베이니아 대학교에서 존 모클리(John Mauchly)와 J. 프레스퍼 에커트(J. Presper Eckert)의 지휘 아래 제작된 ENIAC은 1943년부터 개발 및 건설이 시작되어 1945년 말에 완전히 가동되었습니다. 이 기계는 무게가 30톤에 달하고 200킬로와트의 전력을 소비했으며, 18,000개 이상의 진공관, 1,500개의 릴레이, 수십만 개의 저항기, 커패시터 및 인덕터가 포함된 거대한 규모였습니다.
벨 연구소(Bell Labs)의 윌리엄 쇼클리(William Shockley), 존 바딘(John Bardeen), 월터 브래튼(Walter Brattain)은 1947년에 최초의 실용적인 트랜지스터인 점접촉 트랜지스터를 발명했습니다.
맨체스터 베이비(Manchester Baby)는 세계 최초의 내장 프로그램 컴퓨터였습니다. 이 컴퓨터는 맨체스터 빅토리아 대학교에서 프레데릭 C. 윌리엄스(Frederic C. Williams), 톰 킬번(Tom Kilburn), 제프 투틸(Geoff Tootill)에 의해 제작되었으며, 1948년 6월 21일에 첫 번째 프로그램을 실행했습니다. 이 컴퓨터는 최초의 임의 접근 디지털 저장 장치인 윌리엄스 튜브(Williams tube)를 위한 테스트 베드로 설계되었습니다. 당시 기준으로 '작고 원시적'인 것으로 간주되었지만, 현대 전자 컴퓨터의 필수 요소를 모두 갖춘 최초의 작동 기계였습니다.
컴퓨팅 성능의 다음 큰 발전은 집적 회로의 등장과 함께 이루어졌습니다. 집적 회로에 대한 아이디어는 영국 국방부 산하 왕립 레이더 연구소(Royal Radar Establishment)에서 근무하던 레이더 과학자 제프리 W.A. 더머(Geoffrey W.A. Dummer)에 의해 처음 구상되었습니다. 더머는 1952년 5월 7일 워싱턴 D.C.에서 열린 품질 전자 부품 발전에 관한 심포지엄에서 집적 회로에 대한 최초의 공개 설명을 발표했습니다.
최초의 완전 트랜지스터화 컴퓨터는 1955년 하웰(Harwell)의 원자력 연구소 전자 부서에서 제작한 하웰 CADET(Harwell CADET)입니다.
최초의 실용적인 IC는 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)의 잭 킬비(Jack Kilby)와 페어차일드 반도체(Fairchild Semiconductor)의 로버트 노이스(Robert Noyce)에 의해 발명되었습니다. 킬비는 1958년 7월 집적 회로에 관한 초기 아이디어를 기록했으며, 1958년 9월 12일에 최초의 작동하는 집적 회로 예시를 성공적으로 시연했습니다.
1959년 2월 6일 킬비의 특허 출원에서, 킬비는 자신의 새로운 장치를 "전자 회로의 모든 구성 요소가 완전히 통합된 반도체 재료 본체"라고 설명했습니다.
최초의 단일 칩 마이크로프로세서는 인텔(Intel)의 테드 호프(Ted Hoff), 페데리코 파진(Federico Faggin), 스탠리 메이저(Stanley Mazor)가 설계하고 구현한 인텔 4004였습니다.
초기 모바일 컴퓨터는 무거웠고 주전원으로 작동했습니다. 그리드 콤파스(Grid Compass)와 같은 최초의 노트북은 배터리를 통합하여 이러한 요구 사항을 제거했으며, 컴퓨팅 자원의 지속적인 소형화와 휴대용 배터리 수명의 발전이 함께 이루어졌습니다.
