구성 품목
메모리
컴퓨터 메모리(Computer Memory)는 읽을 수만 있는 롬과 읽고 쓸 수 있는 램으로 나뉜다. 롬에는 주로 컴퓨터가 가장 기본적인 작업을 수행할 수 있는 프로그램, 곧 펌웨어가 저장되어 있다. 컴퓨터 전원을 켜면, 컴퓨터는 롬에 저장된 프로그램에 따라서 명령을 수행한 뒤, 나머지 운영 체제에 관련된 프로그램을 다른 저장 매체에서 메인 메모리로 올려 놓은 다음 실행한다.
또, 사용자가 프로그램을 수행할 때에도 운영 체제는 프로그램을 램에 올려서 명령을 수행하며, 옛 결과물을 잠깐 동안 램에 저장한다. 작업을 마치면 그 결과물을 오랫동안 보관하기 위해 다시 외부 메모리에 저장한다.
중앙처리장치
중앙 처리 장치(CPU; Central Processing Unit, MPU; Microprocessor Unit)는 메인보드 안에 상주하며 메인 메모리에서 읽어온 데이터를 처리한다. 컴퓨터의 핵심 부품이라고 할 수 있다.
입출력 장치
입출력 장치(I/O Device Input & Output Device)는 입력 장치와 출력 장치로 나뉜다. 키보드, 마우스, 스캐너와 같은 컴퓨터에 어떤 데이터를 입력하게 해주는 장치를 입력 장치라고 하며 프린터, 모니터와 같이 컴퓨터에서 처리한 결과를 화면이나 종이 같은 매체로 출력하는 장치를 출력 장치라고 한다.
명령어/함수
원래는 0과 1로 이루어진 기계어만 인식한다.
그러나 사람들은 코볼이나 C++등 여러 가지 프로그래밍 언어들을 개발하여 기계어로 번역하는 프로그램의 개발에 성공했다.
구조
내부에는 CPU와 RAM, 그래픽카드, 사운드카드, 모뎀, HDD와 SSD, ODD 그리고 각종 부품이나 장치들을 삽입할 수 있는 슬롯이 내장된 메인보드, 쿨링 용 팬 등이 있다. 키보드와 마우스, 프린터, 모니터, 스피커가 시스템에 포함되며 바코드 인식기, OMR, OCR, MICR, 조이스틱, 헤드셋 등을 추가할 수 있다.
운영 체제
운영 체제(OS; Operating System)란 원래 컴퓨터에서 일반적으로 이루어지는 반복적인 혹은 필요한 작동을 사람 대신 자동으로 해주기 위해 개발되었으며 보통 일반 프로그램이 돌아가기 위한 제반적인 것을 제어하거나 서비스를 제공하기 위해 존재한다.
주 목적은 주변기기와 프로그램 메모리, 그리고 사용자 권리를 제어하고, 파일을 관리하는 것 등이 기본이지만 기종에 따라 특별한 목적을 가진 프로그램을 같이 운영하기도 한다.
따라서 컴퓨터나 기종에 따라서 운영 체제가 다르며, 서로 운영 체제끼리 호환되지 않는 것이 보통이지만, 점점 발전하여 일부 기능은 서로 호환도 되게끔 프로그램을 짜는 것이 추세이다(크로스 플랫폼).
범용 운영 체제(윈도우, 유닉스, 리눅스 등)와 특별한 운영 체제(휴대 전화, MP3 플레이어 등의 전용 운영 체제 등)들이 있으며 요즘은 운영 체제에서 기본 서비스 밖에 별도의 프로그램 등을 따로 설치하여 그 영역에 대한 폭을 광범위하게 넓혀 나가고 있다.
저장 매체
컴퓨터 저장매체는 초기에는 우리가 흔히 아는 '비디오 테이프'에 저장을 했다. 하지만 점차 기술이 발전하며 HDD 하드디스크라는 저장 매체가 만들어지며 더 작은 크기에 더 많은 양의 정보를 담을 수 있게 되었다. 최근에는 SSD라는 플래시 메모리를 이용한 저장 매체도 나오고 있다. SSD는 현재 대중화되어, 하드디스크 보다 빠른 속도로 각광받고 있으며, 대표적으로 64GB, 128GB, 256GB, 512GB 모델이 있다. 그리고 최근들어 1TB 모델도 나오고 있는 추세이다.
응용 분야
초기의 디지털 컴퓨터는 군사용으로서 야포의 탄도계산을 위해 설계되었으며[3], 로켓, 미사일, 핵무기 등을 설계하는 데 쓰였다. 컴퓨터의 성능이 좋아질수록 단시간에 처리할 수 있는 정보의 양도 많아졌으며, 이로 인해 컴퓨터를 이용해 빠른 결과를 얻을 수 있는 분야 역시 넓어졌다.
네트워크와 인터넷
기원
1970년대에 미국 전역의 연구소들에 있는 컴퓨터들이 통신 기술을 통해 연결되기 시작했다. 이 작업은 ARPA의 후원을 받아 이루어졌으며 이 네트워크의 이름을 아파넷(ARPANET)이라 명명하였다. 아파넷의 토대가 된 기술은 꾸준히 발전하고, 학술기관 바깥으로 퍼져 나가서 인터넷이라 알려지게 되었다. 존 게이지(John Gage)와 썬 마이크로시스템즈의 빌 조이(Bill Joy)는 이를 “네트워크가 곧 컴퓨터가 되었다”고 표현하였다. 인터넷을 비롯한 네트워크의 발달로 운영 체제와 응용 프로그램들이 개인용 컴퓨터 바깥의 주변기기와 같은 다른 자원에도 접근할 수 있도록 변화되었다. 초기에 이런 설비에 접근할 수 있는 사람들은 한정되어 있었으나, 1990년대에 전자우편과 월드 와이드 웹 등의 확산과 더불어 이더넷(Ethernet)과 ADSL 같은 값싸고 빠른 네트워킹 기술이 개발되어 컴퓨터 네트워킹은 여러 나라에서 일상화되었으며, 휴대통신 기술과 결합하여 유비쿼터스(Ubiquitous)라는 신조어를 만들기도 했다.
보안과 해킹
컴퓨터를 통해 제작된 콘텐츠나 컴퓨터를 이용한 콘텐츠를, 나쁜 뜻을 품은 제 3자가 해당 콘텐츠의 취약점을 찾아내어 자신의 이기적인 목적을 달성하는 것(원 저자의 의도하지 않은)을 크래킹이라고 하며 그것을 막는 행위를 보안이라고 한다. 크래킹의 예로, 네트워크의 보안 취약점을 공격하거나, 일부 전문가들의 단순한 자기 과시를 위한 바이러스의 유포 등 과거와는 달리, 현재에는 지워도 지워지지 않는 광고 팝업 창, 게임기의 정품 소프트웨어 인식 장치를 무력하게 하는 하드웨어, 키보드를 누를 때 생기는 전자파를 이용하여 해당 컴퓨터에 접속하지 않고도 바깥에서 암호를 알아내는 장치 등 소프트웨어적, 하드웨어적으로 넓은 범위로 확산되어 가고 있다.
참고로 해킹 행위가 불법인가 아닌가에 대한 것은 나라마다 다르며, 2004년 1월 이탈리아의 법원에서 모드 칩이 플레이스테이션 개발사인 소니의 독점을 막고 플레이스테이션2의 활용성을 더욱 높이려는 장치라 정의하고 사용자의 모드 칩 장착은 합법이라고 규정한 바가 있다.
엔터테인먼트
영화, 게임 등에서 흥미를 위한 도구로 이용된다.
디자인
비누곽, 컵 등에서부터, 자동차, 비행기, 건축물에 이르기까지 실로 다양한 방면의 사물을 디자인하기 위해 이용된다.
시뮬레이션
컴퓨터 성능의 발전과 함께 컴퓨터 그래픽스 (C.G.) 기술의 발전은 눈으로 확인하기 힘든 상황들을 컴퓨터에서 가상으로 진행해 볼 수 있게 했다. 대표적인 시뮬레이션으로는 원자와 전자의 위상, 기상 변화, 은하 간 충돌 등이 있으며, 실제로 경험하기엔 너무 위험하거나, 발생 확률이 극히 작아 경험하기 힘든 상황들이 주로 시뮬레이션 대상이 된다.
자연 과학 분야 중 원자, 전자, 쿼크 등으로 구성된 미립자계에서의 미립자간 충돌, 위상에 관한 연구에 주로 이용되었으며, 관측 시간 단위가 매우 큰 지질상태 변화를 적절한 시간 단위로 보여주거나, 항성, 은하, 블랙홀 등으로 구성된 우주 공간의 변화를 적절한 화면 크기로 보여주었다.
예술
컴퓨터 작곡
음악을 작곡하는 데 기계를 사용하려는 발상은 최근에 생겨난 것은 아니다. 이미 17세기 런던에 살던 사무엘 피프스란 사람이 만든 작곡 기계가 지금도 케임브리지 대학에 남아 있다. 어쨌든 명령받은 대로 일을 하는 것은 컴퓨터에게 아주 쉬운 일이며, 작곡에 관한 원칙을 짜넣은 프로그램이 개발되어 있다. 또 프로그램의 일부를 바꿔 줌으로써, 그 때마다 다른 작품을 만들어 낼 수도 있다.
1955년에 처음으로 음악 작곡에 컴퓨터가 이용되었는데, 컴퓨터가 작곡한 음악은 인간이 작곡한 음악만큼 인기가 없었다. 그것은 아마 컴퓨터가 인간의 예술적 재능을 흉내낼 수 없기 때문이거나, 아니면 좋은 음악을 작곡시킬 만큼 세련된 프로그램이 아직 개발되지 않았기 때문일 것이다. 하지만 최근에는 컴퓨터를 이용한 작곡이 급증하고 있고, 새로운 기법을 도입한 신세대 음악가들에 의해 다양한 모습이 선보이고 있다.
신시사이저
신시사이저는 연주용 키보드와 컴퓨터를 조합한 복잡한 전자 장치이다. 악음(樂音)은 3개의 서로 다른 상(相)으로 구성되어 있는데, 기음상(起音相)에서는 소리가 점점 강해지며, 그 뒤 얼마 동안 거의 일정한 상태로 머물다가 소음상(消音相)에서는 점점 작아져 간다. 이 3가지 상을 어떻게 거쳐가느냐 하는 것은 악기에 따라 각각 특징이 있으며, 이 점이 각각의 악기에 독자적인 음색을 주는 것이다. 신시사이저는 각각의 상을 개별적으로 조정하여, 여러 가지 악기와 닮은 소리를 만들어 낼 수 있다. 연주는 키보드를 통해 이루어지며, 컴퓨터가 만들어 내는 음악은 마치 연주자가 선택한 악기에서 울려오는 듯이 들린다.
컴퓨터와 상업미술
예술이란 풍부한 상상력과 높은 기교에 의해서 새롭고 매력적인 것을 만들어 내는 과정이라고 할 수 있다. 현재 상업미술의 많은 분야에서는 컴퓨터의 도움을 받아 작품이 만들어지고 있다. 예를 들면 그래픽 디자이너는 작품의 안을 짤 때 컴퓨터를 이용하여 화면상에 러프 스케치를 그리고 색을 칠하고 선이나 문장을 자유로이 바꿀 수가 있다. 디자이너는 작업하는 동안 여러 가지 요소를 변화시켜, 필요하다면 그림 자체도 얼마든지 변경시켜 나간다. 만족스러운 것이 완성되었을 때, 혹은 작성 도중이라도 화면상의 작품을 인쇄할 수가 있다. 이 경우 별도의 프로그램에 의해, 화상을 이루고 있는 수치의 정보를 컬러 작도기(作圖器)를 움직이는 데 필요한 지령으로 변환시킨다. 옷감 디자이너도 이와 마찬가지 방법을 사용하여, 실제로 옷감을 짜지 않고도 어떠한 무늬의 옷감이 될 것인가를 수요자에게 보여 줄 수 있다. 수요자가 그 무늬에 만족하면, 컴퓨터는 방직기를 작동시키는 데 필요한 일련의 명령을 하고 자동적으로 그 무늬의 옷감을 짜낸다.
컴퓨터와 설계 디자인
기술자는 상상력을 구사하여 목표했던 기능을 발휘하는, 새롭고 매력 있는 장치나 기계를 만들어 내기 위해 계산, 대체안의 검토, 해(解)의 분석과 제시 등을 필요로 한다. 컴퓨터 원용 설계(CAD)는 이러한 작업의 모든 측면에서 기술자를 돕는다.