정보시대의 개막 이후 얼마나 발전했을까요?

'미래로 가는 길'의 2장 '정보시대의 개막'에 대하여 탐구해 보겠습니다. 이 글에서는 정보시대의 개념과 중요성에 대한 생각과 정보가 어떻게 우리의 삶과 사회에 영향을 미치는지에 대한 내용을 다루고 있는데, 정보시대는 자원으로서 중요해지고 있으며, 기술의 발전으로 정보를 처리하고 다루는 방식이 크게 변화하고 있다는 것을 강조하고 있습니다. 

 

정보시대의 개막

미래의 정보는 대부분 디지털화되어 저장 및 처리될 것이다. 인쇄물부터 사진, 필름, 비디오까지 모두 디지털 정보로 변환되고, 정보를 수량화하여 미세한 수많은 정보영역에 저장할 수 있게 되는 등 디지털 정보처리 기술의 발전이 계속되며 처리속도도 빨라질 것이다. 이로 인해 누구나 검색하고 비교하고 활용할 수 있는 정보를 쉽게 이용할 수 있어진다. 이에 따라 컴퓨터는 통신장비를 대체하여 가정과 사무실에서 필수적인 장비가 될 것이다.

 

도구를 이용한 수 계산의 역사와 컴퓨터 발명 이야기가 나오는데, 1642년 프랑스의 과학자 블레즈 파스칼이 기계식 계산기를 발명하면서부터 시작하여, 독일의 수학자 곳프리트 폰 라이프니츠가 단계적 계산기(Stepped Reckoner)를 만들고, 이어서 찰스 베비지가 새로운 계산 기계를 구상하면서 컴퓨터의 개념이 나오기 시작한다. 베비지는 기계에게 명령을 내리는 방법으로 소프트웨어를 고안하고, 하나의 기계가 수많은 용도로 쓰일 수 있음을 발견하면서 첫 번째 프로그래머가 되었다.

 

1940년대 중반, 베비지의 해석기관 원리에 바탕을 둔 전자 컴퓨터가 개발되어 일급 수학자들인 앨런 튜링, 클로드 섀넌, 존 폰 노이만이 기여했다. 이들의 연구는 2진법을 만들어내고, 컴퓨터가 모든 정보를 번역하고 저장하고 활용하는 데 쓰는 기본 언어로 사용되는 것을 가능하게 만들었다. 2차 대전 기간 중 극도의 보안 속에 미국과 영국에서 컴퓨터를 연구개발하려는 노력이 진행되었다.

 

아날로그 형태로 저장되는 정보의 단점은, 스위치 등에서 제공되는 정보의 정확도가 제한적이며 정보가 전달될 때마다 정확도가 떨어질 수 있다는 것이다. 예를 들어 전구의 밝기를 조절하는 스위치가 중간 위치에 있다면 밝기를 눈대중으로 추정할 수밖에 없다. 이러한 정보는 항상 근사치에 머물러 있으며 저장하거나 재생하기 어렵다. 또한 정보가 다른 사람에게 전달될수록 정확도가 떨어져 위험성이 높아진다.

 

디지털 방식의 정보 저장 및 사용 방법은 0과 1의 수로 모든 정보를 표현하는 것이다. 2진수는 0과 1로 표현되며, 수로 변환된 정보는 컴퓨터 안에 비트로 저장된다. 이것을 디지털 정보라고 한다. 전구의 밝기를 표현할 때에도, 0에서 255까지의 밝기를 8개의 전구 배열로 표현하면 된다. 각 전구를 켜고 끄는 방법으로 1와트 단위로 밝기를 조절할 수 있다. 이러한 디지털 방식으로 정보를 저장하면, 정보의 정확성을 보장할 수 있고, 최종 값은 어떤 경우에도 동일하게 나온다.

 

2진 표현은 광원의 밝기를 나타내는 방법 중 하나이다. 이를 통해 필요한 스위치만 켜고 끌 수 있으며, 2차 대전 시 개발된 에니악이 2진수를 이용하여 계산기를 만들었다. 하지만, 진공관에서 나오는 열과 빛이 나방을 불러들여 회로를 차단시키던 일이 있었으며, 이를 '버그'라고 부른다.

 

당시에는 진공관과 전선으로 구성된 방대한 크기의 컴퓨터였지만 인텔이 개발한 300달러짜리 마이크로프로세서가 속도, 기억용량, 신뢰성 등에서 큰 발전을 이루었다. 현재 사용되는 모든 컴퓨터는 2진수로 정보를 처리한다.

 

이어서 2진수의 사용 예시와 컴퓨터가 정보를 처리하는 과정, 아날로그 정보를 디지털화 하는 과정 등에 대해 다루는데, 2진수는 컴퓨터 안에서 모든 정보를 표현할 수 있으며, 아날로그 정보를 디지털화하면서 정보가 일부 손상될 수 있다는 결함이 있다.

 

CD는 음악을 2진수로 저장하며, 이를 레이저 반사광으로 판독해 스피커에서 소리로 재생한다. 디지털 정보의 양이 급격히 늘어나는 문제점이 있어 데이터 압축 기술이 발전하였으며, 이는 수학자 클로드 섀넌이 정보를 불확실성의 감소로 정의한 덕분이다.

 

섀넌의 정보이론은 데이터의 중복 내용을 제거하여 효율적인 데이터 압축을 가능케하였다. 이는 음성, 그림, 영상 등을 압축하는 데 활용된다. 하지만 데이터 압축에는 한계가 있어서 앞으로 더 많은 양의 비트를 전송해야 할 것으로 예측된다. 이때 광섬유의 대역폭이 넓기 때문에 정보고속도로의 중추신경 역할을 할 것으로 전망된다. 대역폭이 넓어지면 더 많은 정보를 전송할 수 있으며, 광섬유가 더욱 중요해질 것이다.

 

정보고속도로는 대역폭이 매우 크게 필요하며, 현재의 통신망은 이를 충분히 수용할 만큼 넓지 않아 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 광섬유 케이블이 필요하지만, 이는 기술 발달이 빠르게 이루어진 예이다. 고든 무어의 예언인 무어의 법칙에 따르면 컴퓨터 칩의 용량은 매년 2배씩 늘어난다. 이는 지수함수적으로 증가하는 것이며, 그 크기가 어마어마한 일이다. 이를 이해하기 위해 우화를 예시로 들 수 있다.

 

• 우화의 내용을 요약하면 다음과 같습니다.
• 인도의 시람왕은 신하에게 체스 놀이를 발명한 것을 축하하며 소원을 들어줄 걸 요청합니다. 신하는 체스판의 각 칸에 해당하는 밀의 양을 계산하여 엄청난 양의 밀을 요청합니다. 왕은 신하가 욕심이 너무 많다고 생각하지만, 밀 한 자루를 주며 실망시키지 않습니다. 하지만, 왕이 밀 한 톨을 세는 데 걸리는 시간을 계산한 결과, 전체 밀을 세는 데는 상상할 수 있는 시간보다 매우 더 오래 걸리게 됩니다. 시종들이 노력하여 밀을 세었지만, 마지막 칸에는 18,446,744,073,709,551,616개의 낟알이 필요합니다. 이 모든 낟알을 세는 데는 5,840억 년이 걸립니다. 결국, 왕은 자신이 속았다는 것을 깨닫고 신하의 목을 베게 됩니다.

이처럼 지수함수적 성장은 실로 무섭다. 무어의 법칙에 따르면 기술 발전이 지수함수적으로 성장하고 있으며, 앞으로 20년간 무섭게 발전할 것으로 예상된다. 이에 따라 계산 속도는 천만 배 이상 빨라질 것이며, 초고속 컴퓨터 등 새로운 기술도 등장할 것으로 예상된다. 저장용량도 기술 발전에 따라 급격히 늘어나며, 앞으로 테라바이트(조) 단위의 정보를 호두알만한 크기의 홀로그래픽 메모리에 저장할 수 있을 것으로 예상된다.

 

디지털화의 발전은 지수함수적으로 이루어지고 있으며 이러한 발전이 통신 기술에도 빠르게 적용될 것이다. 집안의 모든 데이터를 처리해 주는 통신선이 각 가정마다 깔릴 것이며, 통신선은 기존의 광케이블이나 동축 케이블일 수 있다. 디지털 신호는 음성으로 판명되면 전화벨을, 비디오 영상으로 판명되면 텔레비전에 나타날 것이다. 우리는 미래에 어떤 것이 오갈지 상상할 수 없지만, 디지털 혁명에서 얻은 경험을 바탕으로 몇 가지 중요한 원리와 가능성을 이해하고 있다.

 

 

마치며...

정보시대의 개막이라는 주제로 빌 게이츠의 예측은 거의 들어맞는 것으로 보입니다. 어마어마하게 속도가 빠르게 발전하고 있는 것이 사실입니다. 2000년이 시작되기 전인 1995년에 예측한 것인데, 적중했다고 할 수 있겠습니다. 2023년인 지금! 앞으로 20년, 30년 뒤에는 무어의 법칙에 따라 지수 함수적으로 성장하고 발전한다면, 디지털화 및 통신 기술의 발전은 더욱더 가속화될 텐데... Chat GPT 같은 AI 기반의 서비스들도 비약적인 발전을 할 것 같고. 인간미가 희미해져 가는 것이 아쉽지만, 적응하고 살아가야 하겠죠?