[컴퓨터과학개론] 컴퓨터와 데이터 -2

컴퓨터

• 데이터 처리기
  
  • 입력 -> 처리 -> 출력
    
  • 현대 컴퓨터의 기능적 측면만 정의
    
    
• 프로그램이 가능한 데이터 처리기
  
  • 입력 or 프로그램 -> 컴퓨터 -> 출력
    
    

프로그램

• 컴퓨터가 데이터를 어떻게 처리할지를 알려주는 일련의 명령어 집합
  
• 처리 가능한 작업의 유형과 연산의 집합을 결정
  
  • 컴퓨터 : 특수 목적의 작업을 처리하는 기계가 아니라, 다양한 형태의 작업을 수행할 수 있는 범용의 기계
    
    
• 프로그래밍 과정의 결과물
  
  1. 주어진 문제의 해결 방법과 절차를 찾는다 => 알고리즘
     
  2. 그것을 적절한 프로그래밍 언어를 사용해서 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 표현한다
     
     

컴퓨터의 장점

• 신속한 처리
  
• 처리 결과의 정확성
  
  • 유효한 입력과 프로그램이 주어지면 항상 정확한 결과 생성
    
• 자동
  
  • 프로그램 지시에 따라 자동으로 처리
    
  • 사람의 개입이 불필요
    
• 대용량
  
  • 대용량의 데이터 저장 및 처리
    
    

컴퓨터 과학

• 데이터의 표현, 저장, 조작, 검색과 밀접히 관련된 분야
  

• 데이터의 획득, 표현, 처리, 저장, 통신, 접근을 위한 방법들의 실행 가능성, 구조화, 표현, 기계화에 관련된 내용을 다루는 분야
  
  

• 알고리즘과 관련된 이슈를 다루는 학문
  
  • 주어진 문제를 해결하기 위한 처리 과정을 절차적으로 나열한 명령어들의 집합
    
• 비교적 짧은 역사, 빠른 변화 및 엄청난 영향력
  

• 다른 분야와의 밀접한 연관 -> 폭 넓은 연구/응용 범위
  
  

• 컴퓨터 공학
  
  • 가격 대비 성능 특성이 좋은 컴퓨팅 엔진을 만들기 위해 하드웨어와 소프트웨어 요소의 조립에 중점
    
    
• 컴퓨터 과학
  
  • 현재의 기술에 덜 의존적인 방식으로 주어진 문제에 대한 해결책의 효율성과 실현 가능성에 보다 중점
    
    

컴퓨터 시스템의 구성

하드웨어

• 기계를 구성하고 있는 모든 물리적인 기계장치/전자장치
  
  

• 핵심장치
  
  • 폰 노이만 모델에서 제시한 4개의 서브시스템
    
    
• 폰 노이만 모델
  
  • 컴퓨터의 내부 구조와 처리 과정을 정의 한 것
    
  • 모든 컴퓨터는 폰 노이만 모델에 기반을 둠
    
    
  1. 기억 장치 -> 주기억장치, 보조기억장치
     
     • 처리할 입력 데이터, 처리를 담당하는 프로그램, 중간결과, 출력할 데이터
       
  2. 산술논리연산장치
     
     • 산술 연산과 논리 연산의 수행을 통해 직접적인 데이터 처리가 이루어지는 장치
       
  3. 제어장치
     
     • 컴퓨터의 기억장치, ALU, 입출력장치의 동작을 제어하는 장치
       
  4. 입력장치
     
     • 키보드, 마우스, 마이크 등
       
  5. 출력장치
     
     • 모니터, 프린터, 스피커 등
       
       
  • 내장 프로그램
    
    • 실행될 프로그램은 메모리에 저장되어야 한다
      
    • 초기 컴퓨터에서는 데이터만 메모리에 저장되고, 프로그램은 컴퓨터 외부에 표현
      
    • 프로그램과 데이터가 동일한 형식(=비트 패턴)으로 메모리에 표현 된다는 의미를 내포
      
      
  • 프로그램은 유한 개의 명령어의 나열이다
    
    • 미리 정의된 기본 명령어의 유한 개의 조합으로 구성된다
      
    • 메모리에서 한 번에 하나씩 명령어를 가져와서 해석하고, 실행한다
      
    • 명령어의 재사용 -> 프로그래밍 작업이 간단해짐
      
      

소프트웨어

• 모든 종류의 프로그램을 총체적으로 표현하는 용어
  
• 컴퓨터가 데이터를 어떻게 처리할 것인가를 규정하는 명령어들의 나열
  

• 컴퓨터가 이해할 수 있도록 표현된 알고리즘
  
  

• 소프트웨어 분류
  
  • 시스템 소프트웨어
    
    • 컴퓨터 자체의 작업 관리와 특정 기능의 수행을 통해 컴퓨터의 전체적인 운영을 담당
      
    • 운영체제, 컴파일러 ..
      
  • 응용 소프트웨어
    
    • 사용자가 요구하는 작업을 직접적으로 수행하는 프로그램
      
    • 워드프로세서, 그래픽 프로그램, 데이터 베이스 프로그램 …
      
      

데이터

• 모든 데이터는 유형에 관계 없이 비트 패턴으로 표현
  
• 비트 패턴 -> 이진 상태를 나타내는 비트인 0과 1이 나열된 형태
  
• 폰 노이만 모델에서는 데이터의 표현 및 저장 형태에 대해 정의하지 않음
  
• 데이터의 입출력을 위해서는 적절한 형태로의 변환이 필요
  
  

사용자

• 컴퓨터의 설계부터 효율적인 이용에 이르기까지 전반적인 데이터 처리 과정에서 유능하고 지식이 풍부한 사람의 적극적인 개입이 필요