#1 초기 컴퓨팅

프잘백 2022. 2. 16. 10:06

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컴퓨터들은 이제 세상의 생명선과 같은 존재다.

갑자기 모든 컴퓨터들이 한번에 꺼져버린다면, 전력망은 나갈것이고, 자동차들은 충돌하고, 비행기들은 추락하며, 정수처리장은 정지하고, 증권거래소도 멈춰버린다. 심지어는 컴퓨터로 제작되는 내가 앉아있는 의자도 만들지 못한다.

컴퓨터는 거의 모든 측면에서 우리 삶을 바꾸고 있다.

컴퓨터는 복잡해 보이지만, 많은 단계의 추상화를 통해 복잡한 작업을 실행하는 단순한 기계에 불과하다.

계산을 위해 가장 예전부터 사용되던 장비는 기원전 2500년에 발명된 주판이다.

주판은 많은 수의 덧셈과 뺄셈을 도와주는 손으로 하는 계산기이다.

주판은 마치 우리들이 컴퓨터 하드디스크에 숫자를 저장하는 것과 같이 현재 계산의 상태를 기록한다. 주판은 점점 커져가는 규모의 사회 인원과 자원을 개개인이 기억하거나 다루는것이 어려워졌기 때문에 만들어졌다.

가장 기본적인 형태에서의 주판은 위 그림과 같은 단위를 사용한다.

만약, 3을 나타내고 싶으면 제일 아래쪽 줄의 구슬을 오른쪽으로 세개 이동시킨다.

이후 4천년 동안 인류는 모든 종류의 영리한 계산기들을 개발했다.

배가 바다위에서 그들이 있는 위도를 계산할 수 있게 도와주는 'astrolable'

이와같은 일출, 밀물과 썰물, 시간 등을 계산하는 계산기가 발명되었다.

이들은 전에 하기 힘들었던 복잡한 계산을 빠르고 정확하게 해주었고 사람들이 그 어려운 계산에 쉽게 진입할 수 있도록 벽을 낮춰주었다.

초기 컴퓨터 개척자인 "Charles Babbage"는 각 분야의 지식이 증가하고 새로운 장치가 고안될수록 인류의 노동력은 단축된다고 말했다.

1694년 농부들이 해야할 일을 자동으로 계산해 알려주는(단순히 주행거리계와 같은 역할) Step reckoner란 기계가 발명되었고 사칙연산이 가능했지만, 상당히 계산속도가 느렸고, 수작업을 하는 부분에 있어서 손이 많이가는 장치였다.

전쟁터에서는 특히 속도와 정확도가 중요하다. 그래서 군대는 복잡한 문제를 해결하기 위해 처음으로 컴퓨팅을 적용했다. 1800년대 1킬로미터 이상 넘게 발사될 수 있는 포탄의 포격 위치를 맞추는건 정말 어려운 문제였고, 풍향,온도,기압 등 복잡한 조건들을 Range Tables를 이용해 사격수가 사격이 가능한 환경 조건과 거리를 찾을 수 있게 도와주었다.

하지만, 캐논이나 포탄의 설계를 변경하면 새로운 계산표가 필요했다. 이건 엄청난 시간이 소요되었고 필연적으로 에러가 발생한다는 문제가 있었다.

Charles Babbage는 이러한 문제를 인식했고 Difference Engine이라는 새로운 기계 장치를 제안했다. 이 기계는 다항식을 계산할 수 있는 더욱 복잡한 기계였고 여러 변수간의 관계를 설명할 수 있었다. Babbage는 1823년부터 20년 동안 총 15톤에 달하는 25000가지의 부품들을 조립하고 만들었으나 프로젝트를 끝내지는 못했다.(후에 1991년 이를 실제로 만들고 실행까지 완벽하게 했음)

Babbage는 Difference Engine을 만들면서 Analytical Engine을 생각해냈고 이는 Diffenece Engine, Step reckoner 등의 일반적인 모든 계산장치들과 달랐다. 범용적으로 사용가능한 컴퓨터였다.

Analytical Engine

단순히 하나의 계산에 국한되지않고 많은 용도로 사용 가능
데이터를 주고 받음
순차적인 작동 가능
원시적인 프린터를 가지고 있음

물론 시대를 앞선 이 기계는 완성되지 못했다.

하지만, "자동 컴퓨터"라는 아이디어 자체만으로도 굉장한 것으로 자동화된 작업, 컴퓨터 프로그램으로 나아갈 수 있는 가이드 역할을 해주었다. 이는 첫 세대 컴퓨터 과학자들에게 엄청난 영감을 주었다. (Babbage가 컴퓨팅의 아버지라 언급되는 이유)

컴퓨터가 범용적이지 사용되지 않던 1800년대 후반, 미국은 인구조사를 10년마다 한번 실시될 것을 요구했고 이 작업은 통계를 내는데 상당히 오랜 시간이 걸렸다. 1880년 미국의 인구는 이민으로 인해 더욱 더 많아지게 되었다. 인구조사부의 인구조사는 7년동안 통계를 내어 완성하지만 이미 유효기간이 지난 뒤였다. 그리고 1890년 인구조사를 마치는 데 예상한 기간은 13년이었다.

인구조사부는 Herman Hollerith에게 연구를 맡겼고 그는 electro-mechanical이라는 기계를 만들었다. 이는 인구조사를 2년 6개월만에 끝내버렸다. 인구조사부는 수백만 달러를 절약했고 사업자들이 컴퓨터의 가치를 인식하는 계기가 되었다.

이들은 회계, 보험 평가 및 재고관리와 같은 노동과 데이터 집약적인 업무를 개선하는 데에서 이익을 높일 수 있는 잠재력을 보았다. 이들의 요구로 인해 Hollerith는 The Tabulating Machine Company를 설립하였고 1924년 다른 기계 제작자와 합병했다. 이후 "The International Business Machines Corporation" 또는 IBM이라 불리는 기업이 되었다.

Reference: Early Computing: Crash Course Computer Science #1 - YouTube