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과학(Science)/컴퓨터 (Computer) 16

컴퓨터 구조(Computer Architecture)

0. 목차컴퓨터의 기본 구성하드웨어(Hardware)소프트웨어(Software)컴퓨터 구조(Computer Architecture)컴퓨터의 분류프로그램 처리 과정1. 컴퓨터의 기본 구성 '컴퓨터 시스템(Computer System)'은 기본적으로 '하드웨어(Hardware)'와 '소프트웨어(Software)'로 구성된다. 컴퓨터가 본래의 기능을 수행하기 위해서는 전기적으로 변환된 정보들을 입력하여 처리하고 저장해야 한다. '하드웨어'는 컴퓨터에서 각종 정보를 입력하여 처리하고 저장하는 동작이 실제 일어나게 해 주는 물리적인 실체이다. '소프트웨어'는 정보 처리의 종류를 지정하고 정보의 이동 방향을 결정하는 동작이 일어나는 시간을 지정해 주는 '명령(Command)'들의 집합, 즉 '프로그램(Program..

'컴퓨터'의 역사

0. 목차초기의 계산 도구(주판)기계식 계산기전기 기계식 계산기전자식 계산기컴퓨터의 세대별 분류1. 초기의 계산 도구(주판) 초기의 컴퓨터는 주로 산술 계산을 위해 사용되었다. '컴퓨터(Computer)'라는 말은 '계산한다'의 의미를 가진 라틴어 'computare'가 어원이다. 즉, '컴퓨터'는 '계산하는 기계'로 정의할 수 있다. 계산을 하는 도구로서 가장 간단한 것은 '주판(Abacus)'이다. '주판'은 계산을 도와주는 도구로써, 덧셈과 뺄셈을 손쉽게 할 수 있도록 도와준다. 주판은 다양한 계산기의 형태를 거쳐 오늘날 우리의 생활을 편리하게 해주는 컴퓨터로 발전되었다. '주판'은 기원전 약 3000년 전 고대 메소포타미아인들이 가장 먼저 사용했다고 추정된다. 주판을 제외하면 17세기에 이르도록 ..

ChatGPT

ChatGPT는 기존의 AI Chat 서비스보다 훨씬 자연스러운 대화를 이어나갈 수 있으며, 문장에 관한 여러 가지 과제를 처리할 수 있어 '제4차 AI 붐'을 일으킬 존재로 여겨지기도 한다. '증기 기관의 출현', '컴퓨터의 출현', '인터넷의 출현' 등 기술 혁신이 일어날 때마다 인류 사회는 크게 변화하고 발전해 왔다. ChatGPT의 출현도 인류에게 비슷한 영향을 미칠 가능성이 있다고 생각된다. ChatGPT에는 어떤 기술이 사용되었으며, 어떻게 그렇게까지 성능을 향상시킬 수 있었을까? 그리고 Chat GPT는 우리의 삶에 어떠한 변화를 가져오게 될까? 0. 목차 '제4차 AI 붐'의 시작 GPT ChatGPT의 원리 ChatGPT는 문장의 '의미'를 이해하는가? ChatGPT의 응용 GPT-4 생..

'커뮤니티'를 찾는 알고리즘

0. 목차 노드로 사회 연결망을 한눈에 파악한다. 연결망 내에서 커뮤니티 찾기의 다양한 응용 가능성 가라데 클럽 연결망 커뮤니티 찾는 두 가지 방법 모든 가능한 조합을 남김없이 시도해 보는 방법 커뮤니티를 찾는 현실적인 방법 겹치는 커뮤니티를 찾는 방법 1. 노드로 사회 연결망을 한눈에 파악한다. 현대의 많은 사람들은 '페이스북(FaceBook)', '트위터(Twitter)', '카카오톡(Kakao Talk)', '유튜브(Youtube)' 등 '누리소통망(Social Networking, 소셜 네트워크)'을 자주 이용한다. 이 '누리소통망' 내에서 자기 자신은 상호 관계의 연결망을 쉽게 알 수 있고, 친한 친구들도 내가 어떤 인간관계를 맺고 있는지를 잘 알 수 있을 것이다. 하지만 제3자가 내 사회관계의..

양자 암호(Quantum Cryptography)

최근 '양자 역학(Quantum Mechnics)'의 원리를 이용한 '양자 암호(Quantum Cryptography)'라는 새로운 기술이 주목받고 있다. '양자 암호'는 앞으로 개발될 초고성능 슈퍼컴퓨터와 양자 컴퓨터를 사용해도 풀 수 없는 궁극적으로 완전한 암호 기술로 불린다. 세계적으로 연구 개발 경쟁이 펼쳐지고 있는 '양자 암호'는 도대체 어떤 기술일까? 0. 목차 복수의 가능성을 동시에 표현 가능한 양자 비트 '양자 암호'는 궁극의 암호 기술이다. 양자 암호 통신의 메커니즘 '양자 암호'의 과제 정말 궁극적으로 안전한가? '양자 얽힘'을 이용해 장거리를 연결한다. 1. 복수의 가능성을 동시에 표현 가능한 양자 비트 '양자 암호'에 대해 알아보기 전에 '양자 역학'의 원리를 이용한 기술의 대표 주..

NFT(대체 불가능 토큰)

NFT란 '대체 불가능 토큰(Non-Fungible Token)'의 약칭이다. 간단히 한마디로 말하면 NFT란 일종의 '디지털 증서'이다. 그 증서로서의 정당성은 비트코인 같은 '가상 화폐'와 마찬가지로 '블록체인(Block Chain)'이라는 네트워크 기술로 보증 받는다. NFT를 사용하면, 무한정 복사할 수 있는 동영상 같은 디지털 데이터도 '유일무이한 것'이라는 희소가치를 부여하거나 '진품'과 '복제품'을 구별하거나 영구적으로 사라지지 않는 안전한 형태로 소유권을 갖는 일이 가능해진다. 0. 목차 '블록체인'이란 무엇인가? '토큰(Token)'이란? NFT가 소유자의 이력을 보증한다. NFT의 문제점 NFT 기술의 미래 1. '블록체인'이란 무엇인가? NFT란 '블록체인(BlockChain)'이라는..

메타버스(Metaverse)

최근에는 게임, SNS, 쇼핑, 관광 등 다양한 분야에 '메타버스(Metaverse)'라는 이름을 붙인 서비스가 등장하고 있다. '메타버스(Metaverse)'란 인터넷에 만들어지는 3차원 세계를 말하며, 사람들이 경제 활동과 생활의 일부를 하는 장이라고 일컬어지기도 한다. 가까운 미래에 대부분의 사람이 이용하게 될 것이라는 예상도 있다. 도대체 '메타버스(Metaverse)'란 무엇일까? 0. 목차 '메타버스'란? '메타버스'에는 경계가 없다. '메타버스'의 응용 '메타버스'에 필요한 기술들 '메타버스'를 통해 자신의 개성을 최대한 발휘할 수 있다. 한국의 메타버스 플랫폼 1. '메타버스'란? '메타버스(Metaverse)'는 'meta(넘어서다)'와 'universe(우주)'를 조합한 신조어로, 인터..

RSA 암호화

0. 목차 공개 열쇠 암호 RSA 법 하이브리드형 암호 '일방향성을 가진 함수'를 이용한 다양한 암호 방식들 '암호화' 기술의 응용 양자 컴퓨터와 암호의 미래 1. 공개 열쇠 암호 두 차례의 세계 대전이 끝나자 컴퓨터가 급격히 발전하였다. 그와 동시에 암호 기술도 급격히 진화해 나갔다. 그때까지의 암호는 문자나 낱말의 치환이 생각의 중심이었다. 그런데 모든 정보를 0과 1로 처리하는 컴퓨터가 출현함에 따라, 암호 기술은 숫자 변환을 하는 기술로 생각하게 되었다. 왜냐하면, 컴퓨터는 문자 정보를 다룰 때, 문자를 모두 숫자로 바꾸기 때문이다. 그리고 1976년, 이제까지의 암호와는 전혀 다른 종류의 새로운 암호 이론이 발표되었다. 미국 스탠퍼드 대학의 '휘트필드 디피(Whitfield Diffie)'와 '..

두뇌를 모형화하는 2가지 방법

0. 목차 '인간의 두뇌'와 '디지털 컴퓨터'의 차이 두뇌를 모형화하는 2가지 방법 하향식 접근법 상향식 접근법 '하향식 접근법'과 '상향식 접근법'의 타협 로봇에게도 '감정'이 필요한 이유 1. '인간의 두뇌'와 '디지털 컴퓨터'는 작동 방식이 다르다. 50 년 전의 AI 개발자들은 인간의 두뇌를 대형 컴퓨터와 비슷하다고 생각했다. 하지만 지금은 이것이 명백한 오류였음을 잘 알고 있다. 두뇌에는 펜티엄칩도, '운영체제(Operating System)'도 없으며, 컴퓨터의 상징인 '서브루틴(프로그램 안의 다른 루틴들을 위해 특정한 기능을 수행하는 부분적 프로그램)'도 없다. 인간의 두뇌는 단지 '스스로 학습하는 구조'로서 지금도 매 순간마다 새로운 내용을 학습하고 있다. 하지만 컴퓨터는 무언가를 새로 배..

인공지능의 역사

0. 목차 인류는 오랫동안 인공지능 로봇을 꿈꿔왔다. 앨런 튜링(Alan Turing) 다트머스 회의 이후 '기계학습'과 '딥러닝'의 시대 1. 인류는 오랫동안 인공지능 로봇을 꿈꿔왔다. 공학자와 수학자, 그리고 몽상가들은 오랜 세월 동안 '인간을 닮은 기계'를 꿈꿔왔다. '오즈의 마법사(The Wizard of Oz)'에 등장하는 '양철 인간(Tin Man)'에서부터 '스티븐 스필버그(Steven Spielberg, 1946~)'의 영화 'AI(Artificial Intelligence)'와 영화 '터미네이터(Terminator)'에 이르기까지, 인간처럼 생각하고 행동하는 기계는 SF영화의 단골 주제였다. 그러면 인간은 언제부터 인공지능 로봇을 꿈꿔왔을까? 그 흔적은 고대 그리스 시대까지 거슬러 올라간..

결국엔 모든 사물이 '컴퓨터'가 될 것이다.

0. 목차 '마크 와이저'의 예견 무어의 법칙(Moore's law) 너무 익숙해져, 컴퓨터인지도 잘 모를 정도가 될 것이다. 1. '마크 와이저'의 예견 '마크 와이저(Mark Weiser, 1952~1999)'는 '제로스 팍(Xerox PARC)'의 '팔로 알토 연구소(Palo Alto Research Center)'에서 일하는 컴퓨터 전문가였다. 하지만 한편으로는 락 밴드의 멤버이자 기존의 인습을 철저하게 배척하는 이단적 성격의 소유자이기도 했다. 1980년대만 해도 컴퓨터는 일반인들에게 매우 낯선 물건이었다. 무엇보다도 책상 하나를 다 차지할 정도로 덩치가 컸으며, 기능도 극히 제한적이어서 회계 처리나 간단한 문서 제작에 사용되는 정도였다. 인터넷은 과학자들이 방정식을 풀 때, 동료들과 암호 같은..

기계가 지능을 가질 수 있는 이유

0. 목차 컴퓨터는 뇌가 될 수 있을까? 생각하는 기계는 결코 만들 수 없다? 지능에 대한 정의 AI 연구의 가장 큰 목표는 '범용 AI' 지능의 특성 1. 컴퓨터는 뇌가 될 수 있을까? 컴퓨터의 능력은 궁극적으로 얼마나 확장될 수 있을까? 인간의 뇌도 컴퓨터의 한 형태로 간주할 수 있을까? 20세기 중반 컴퓨터의 시대가 도래하자 이 두 가지 질문을 둘러싼 논쟁이 시작되었다. 첫 번째 질문의 경우, 처음에는 컴퓨터와 뇌가 기본적으로 똑같은 정보처리장치라고 보는 시각이 우세했으나, 이후 근본적으로 다르다는 시각이 더 우세해졌다. 뇌는 컴퓨터의 일종일까? 1-1. '기존 컴퓨터의 지능'과 '인간의 지능'은 정반대로 진화한다. 1940년대 컴퓨터가 처음으로 대중적인 관심사로 떠올랐을 때, 사람들은 컴퓨터를 '..

'AI'와 산업 - 의료편

0. 목차 영상 진단 AI의 학습 방법 정신 질환에 대한 판정 수술의 평가 암 극복 'AI 의사'는 의사를 완전히 대체하는가? 1. 영상 진단 현재 '인공 지능(AI)'이 가장 잘하는 것 중 하나는 '영상 인식'이다. '영상 인식'이란 영상에서 특징적인 부분을 찾아내고, 그것이 무엇인지 특정하는 기술이다. 의료 분야에서도 AI로 '영상 진단'을 하는 연구가 진행되고 있다. 1-1. 뇌동맥류 진단 '뇌동맥류(Cerebral Aneurysm)'는 뇌 동맥의 일부에 결손이 생겨 그 부분이 부풀어 오르는 혈관 질환이다. 뇌동맥류 등을 발견하기 위해 MRI나 CT 등의 장치를 사용해 머리 단면의 영상을 촬영한다. 이에 AI를 사용한 영상 진단 기술을 개발하는 일본의 '엘픽셀(LPixel)'이라는 회사는 뇌 단층 ..

'AI'와 산업 - 대화편

0. 목차 말하는 AI 음성 인식 음성 어시스턴트 친구처럼 대화하는 AI 1. 말하는 AI '2018 구글 개발자 회의'에서는 음성 어시스턴트의 AI에 관한 새로운 기능이 발표되었다. 음성 어시스턴스가 사용자를 대신해 미용실이나 레스토랑에 전화를 걸어 예약을 해주는 기능이었다. 발표 당일, AI는 실제로 미용실에 전화를 걸어 점원과 통화를 하면서 예약을 하는 모습이 소개되었다. 대화 내용에 부자연스럼도 없는 것은 물론, 발음이나 대꾸하는 내용도 매우 자연스러워 점원은 상대방이 AI라고 생각하지 않는 것 같았다. 물론 당시 소개한 것은 미용실 예약이라는 한정된 상황에서의 대화였긴 하지만, AI가 인간과 충분히 대화할 수준에 이르렀다는 것을 보여주기에 충분한 발표였다. 2. 음성 인식 AI가 사람과 대화하기..

'AI'와 산업 - 자율주행 자동차편

현재는 교통사고의 90% 이상이 부주의나 조작 실수 등 운전자에게 원인이 있다고 한다. 하지만 AI가 운전을 하면, 교통사고는 궁극적으로 99.99% 이상 줄어들 것이다. 0. 목차 자율 주행에 필요한 요소 자율 주행의 레벨 구분 AI가 운전자의 상태를 체크 1. 자율 주행에 필요한 요소 자동차 운전의 과정은 일반적으로 '인식(recognition)', '판단(judgment)', '조작(manipulation)'의 반복이다. 운전자는 신호등의 색깔과 보행자 등을 인식하고, 자동차의 속도를 올릴지 내릴지 좌우로 돌아갈지 등을 '판단'한다. 그리고 그 '판단'을 근거로 해서 운전대와 엑셀레이터, 브레이크를 '조작'한다. '자율 주행 자동차(autonomous car)'에서는 이러한 과정을 모두 컴퓨터가 자..

'인공 지능' 입문

0. 목차 컴퓨터가 작동하는 방법 인공지능은 어떻게 학습하는가? 인공지능의 미래 아실로마 AI 원칙 인공 지능의 4가지 레벨 1. 컴퓨터가 작동하는 방법 컴퓨터 안에는 '프로그램'이 많이 들어있다. 인간이 키보드나 마우스를 통해 컴퓨터에 입력을 하면, 컴퓨터는 프로그램으로 계산을 해서 답을 출력한다. 프로그램은 컴퓨터 언어로 만들어져 있다. 따라서 컴퓨터 언어로 나타낼 수 없는 것을 컴퓨터에 시킬 수는 없다. 하지만 프로그램된 것이라면 매우 빠른 속도로 정보를 처리할 수 있다. 인간이라면 한 번에 풀 수 있는 문제도 컴퓨터는 정해진 프로그램에 따라 계산해야 풀 수 있다. 아래의 그림은 '서로 다른 3개의 숫자 가운데 가장 큰 것을 고르라'는 문제를 프로그램을 통해 컴퓨터가 어떻게 푸는지 예시를 나타낸 것..

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