컴퓨터(computer)에 대한 기초적인 교양 상식3

 안녕하세요! 이번에도 컴퓨터에 대한 기초적인 교양 상식을 다루어 보겠습니다.^^

컴퓨터를 이용하면 많은 양의 정보를 간편하게 저장할 수 있기 때문에, 정보를 종이에 저장하는 일이 점점 줄고 있습니다. 특히 전화선을 이용한 컴퓨터통신망의 기능은 매우 편리합니다. 그러나 통신망에 연결된 컴퓨터들은 문이 많은 방과 같아서 이 '문'을 통해 슬그머니 들어오는 침입자를 추적하기란 쉽지 않습니다. 이런 이유로 컴퓨터 프로그래머나 하드웨어를 만드는 사람들은 허가받지 않은 사람이 정보에 접근하지 못하게 하는 것은 물론, 시스템이 고장나거나 오류가 생겼을 때 저장된 정보를 보호하는 방법을 연구해야 합니다. 

 많은 사람들이 컴퓨터의 데이터베이스에 저장된 정보를 다른 사람이 오용하거나 허락 없이 폭로해서 사생활을 침해받지 않을까 걱정합니다. 데이터베이스 중에는 의료 기록, 은행 거래 기록, 세금 기록 따위 사적인 정보가 저장된 것도 있습니다. 회사가 경쟁 회사에 비밀로 해야 하는 사업 계획이나 새로운 발명에 대한 데이터베이스도 있고, 군사기밀이나 주요 국방 정보 따위 데이터도 있습니다. 

 컴퓨터 운영체제는 허가 없이 컴퓨터에 침입하는 것을 방지하도록 설계되어 있지만, 때때로 컴퓨터 범죄가 일어납니다. 산업스파이와 해커(정보 도둑)들은 전화선으로 통신망에 침입해서 데이터베이스의 정보를 훔치거나 내용을 바꾸기도 하고, 다른 사람의 예금계좌에서 돈을 빼돌리기도 합니다. 정부나 회사의 데이터베이스에 저장된 비밀 정보에 누군가나 불법으로 접근한다면 심각한 문제가 생길 수 있습니다.

 컴퓨터에 침입하는 사람으로부터 컴퓨터 시스템과 데이터베이스를 보호하는 방법으로 사용자에게 비밀번호를 하나씩 주고, 비밀번호를 바르게 입력하는 사람만 컴퓨터를 사용하게 하며, 중요한 데이터베이스는 암호화해서 권한이 있는 사람만 해독할 수 있게 합니다. 1980년대 후반에는 컴퓨터 바이러스라는 위험한 프로그램이 등장했습니다. 컴퓨터 바이러스는 정보를 지우거나 바꾸고, 때로는 단순히 메시지를 삽입해서 컴퓨터에 해를 끼치며, 변복조장치나 플로피디스크로 다른 컴퓨터를 '감염' 시킬 수 있습니다. 또한 통신망을 통해 널리 퍼져서 재빨리 자기복제를 하여 거대한 컴퓨터통신망을 순식간에 엉망으로 만들기도 합니다. 따라서 컴퓨터바이러스를 방어할 수 있는 컴퓨터 백신프로그램이 많이 개발되고 있습니다. 

 오늘날에는 컴퓨터가 많은 중요한 기능을 하기 때문에 컴퓨터가 고장나면 컴퓨터를 사용하지 않을 때보다 상황이 더 나빠질 수 있습니다. 화재나 홍수로 컴퓨터가 손상되면 정보를 완전히 잃어버릴수도 있고, 회사에서 사용하는 컴퓨터가 정지되거나 프로그램이 잘못되면 업무 처리가 늦어져서 고객들이 불편을 겪을 수도 있습니다. 항공관제탑의 컴퓨터가 작동을 잘못하면 비행기들이 충돌할 위험이 있고, 국방에 관계되는 컴퓨터가 고장나면 훨씬 더 심각한 문제가 생길 수 있습니다. 컴퓨터는 역사상 가장 복잡한 기계이며, 가장 쓸모 있는 기계입니다. 현대 산업 사회의 가정, 학교, 일터에서는 컴퓨터로 많은 일을 합니다. 컴퓨터의 성능이 좋아지고 널리 보급됨에 따라, 컴퓨터 교육도 계속 늘려가야 합니다. 

 

 컴퓨터그래픽(computer graphics)이란 컴퓨터로 만든 그림이나 도안입니다.  도표, 만화영화, 사진 따위도 컴퓨터그래픽으로 만들 수 있습니다. 컴퓨터로 그림을 그리고 색채와 음영을 넣고 영상을 조작하는 일도 컴퓨터그래픽이라고 합니다. 컴퓨터그래픽을 사용하면 정보를 빠르고 쉽게 수집하고 나타낼 수 있으며 이해하기도 쉽습니다. 컴퓨터그래픽은 분자의 내부나 블랙홀의 발달 과정 같이 우리가 전혀 볼 수 없는 물체나 어떤 과정을 영상으로 표현해서 보여줍니다. 

 과학자들은 컴퓨터그래픽으로 현미경 없이는 볼 수 없을 정도로 작은 사물의 상을 그립니다. 예를 들어 유전과 세포의 성장에서 중요한 구실을 하는 디엔에이(DNA) 분자의 모습을 컴퓨터그래픽으로 만들어낼 수 있습니다. 과학자들을 위해 설계된 많은 프로그램들은 동화상도 만들 수 있는데, 동화상이란 연속되는 정지화상을 여러 장 만든 다음 그것들을 짧은 시간 동안 차례로 보여주어 실제로 움직이는 것처럼 보이는 그림입니다. 동화상으로 한 분자가 다른 분자들과 결합되는 모습을 만들어서 볼 수 있습니다.

 복잡한 수학방정식을 여러 색의 3차원 그래프로 바꿔주는 과학용 프로그램도 있는데, 과학자들은 이 그래프를 통해 물리적 과정을 파악할 수 있습니다. 예를 들어 화학자는 분자들이 어떤 에너지준위에서 서로 반응해서 특정한 물질을 이루는지를 보여주는 그래프를 만들어본 뒤 더 적은 에너지로 물질을 만드는 방법을 알아낼 수 있습니다.

 기계설계자는 정지화상을 보고 어떻게 각 부품들을 서로 꼭 맞게 조립해야 되는지를 알아냅니다. 또 동화상으로 각 부품들이 힘을 받으면 어떻게 반응하는지를 모의실험합니다. 예를 들어 자동차가 언덕 위에서 아래로 굴렀을 때 자동차의 완충기가 어떻게 작동하는가 따위를 동화상으로 만들어서 볼 수 있습니다.

 이 같은 모의실험을 하려면, 공학자는 먼저 완충기의 각 부품들이 힘을 받으면 어떻게 반응하는지를 보여주는 모델(수학방정식의 묶음)을 컴퓨터에 입력합니다. 그 다음 자동차를 운전하는 것과 같은 상태를 나타내는 수치들을 입력합니다. 컴퓨터는 그 수치들을 방정식에 대입해서 결과를 그림으로 보여줍니다. 컴퓨터로 어떤 물건이나 기계장치를 설계하는 과정을 컴퓨터이용설계(Computer Aided Design, CAD)라고 합니다.

 설계자는 컴퓨터그래픽으로 기계설계도를 그리기도 합니다. 설계도는 비례가 정확히 맞아야 하며, 각종 치수와 각도 따위가 표시되어야 합니다. 컴퓨터로 기계설계도를 그리는 것을 컴퓨터 이용설계와 제도(CAD Drawing, CADD)라고 합니다.

 의사는 컴퓨터그래픽으로 신체 내부를 볼 수 있습니다. 컴퓨터단층촬영(Computerized Tomography, CT)은 엑스선을 이용합니다. 엑스선으로 환자의 신체를 검사할 때 뼈와 신체 조직이 방사선의 일부를 흡수합니다. 흡수되지 않고 남은 방사선이 탐지기에 충격을 가하면, 탐지기가 방사선의 세기를 측정해서 그 정보를 컴퓨터로 보냅니다. 컴퓨터는 이 정보에 따라 신체의 단면도를 그림으로 보여줍니다. 

 컴퓨터그래픽으로 실제 모델이나 인형을 이용한 것과 같은 특수효과를 만들어낼 수도 있습니다. 예를 들어 영화 속에서 컴퓨터가 만든 공룡은 실물처럼 생생하게 움직이며, 그 상들이 배우들의 몸짓과 자연스럽게 섞입니다. 그 밖에도 비디오게임이나 만화영화에서 컴퓨터그래픽을 사용해서 실감나는 영상을 만듭니다.

 미술가들은 컴퓨터그래픽을 이용해서 현실적으로는 불가능한 일을 흥미로운 동영상으로 그려냅니다. 예를 들면 과자들이 화면에서 춤을 추고, 자동차가 동물로 변하는 모습 따위입니다. 또 광고디자이너들은 컴퓨터그래픽으로 신형 자동차 광고사진에서 차창에 반사되는 강렬한 빛을 없애는 것처럼 사진에 변화를 줍니다. 

 그 밖에도 컴퓨터그래픽은 비행 훈련, 건축, 수학, 예술 분야에 두루 사용됩니다. 비행기 조종사들은 실제와 거의 같게 만든 비행모의실험시스템으로 비행 훈련을 받고, 건축가들은 컴퓨터그래픽으로 설계한 건물의 3차원 모습을 볼 수 있습니다. 수학자들은 컴퓨터그래픽으로 복잡한 도형을 만들고, 화가들은 컴퓨터그래픽으로 매우 다양한 색채와 질감을 가진 그림을 그립니다.

 컴퓨터그래픽은 작은 점, 즉 화소(픽셀)들로 이루어진 컴퓨터 화면에 나타납니다. 화면에 나타난 문자를 가까이 들여다보면 화소 하나하나를 볼 수 있습니다. 컴퓨터는 각각의 화소를 전구와 같이 밝히거나 어둡게 해서 영상을 만들어냅니다. 화소를 다양하게 조합하면 어떤 모양이라도 만들 수 있습니다.

 모든 컴퓨터에는 작업을 지시하는 프로그램이 필요합니다. 컴퓨터 그래픽 프로그램은 화면에 나타낼 영상을 지시합니다. 분자를 보여주는 프로그램은 우선 분자구조를 나타내는 수학방정식을 풀고, 그 답을 기초로 분자의 모양을 화면에 나타냅니다. 사진을 복사하는 프로그램은 우선 사진의 각 점들을 숫자로 바꾼 다음 숫자가 의미하는 대로 각각의 화소를 밝히거나 어둡게 합니다. 

 다음 시간에는 컴퓨터모의실험과 컴퓨터 백신 프로그램, 컴퓨터산업에 대한 간략한 교양상식을 다루어보겠습니다.

긴 글 읽어주셔서 감사합니다.^^