컴퓨터 사용의 목적

이 글은 병렬 처리에 관한 포스팅 첫 번째이며, "컴퓨터의 목적"에 대해 논합니다. 글 자체는 주관적이니 불만이나 의견을 댓글로 남겨 주시면, 확인해 보고 필요하다면 적용하도록 하겠습니다. 

컴퓨터는 "컴퓨터 과학의 아버지" 엘런 튜닝이 에니그마를 이용한 독일군 암호를 해독하기 위해 처음 개발하였고, 그 후 지속적으로 발전했습니다. 컴퓨터의 개발 이후 약간의 탈선(AI 분야)을 제외하면, 컴퓨터의 목적은 항상 동일했습니다. 그건 사람이 수행하기에 너무 복잡하거나, 오랜 시간이 요구되는 일을 단시간에 하는 것이죠.

예제를 들면 “소수 찾기” 가 어떨까요? 수학 기말 고사 시험에서 10 이하의 모든 소수를 적으라는 문제가 나왔습니다. 답은 쉽죠 “2,3,5,7” 입니다. 이런 쉬운 문제에는 컴퓨터가 필요 없겠죠. 하지만 100 이하의 소수를 적으라는 문제가 나왔다면, 우린 머리를 쥐어뜯으며, 몇 시간 동안 계산 한 뒤, 다시 들어간 시간 동안 검산해야 하죠. 하지만 컴퓨터를 이용(사용자가 기본적인 프로그램 언어를 배웠다는 전제 아래)하면, 소수를 계산하는 프로그램을 짜는데 10분 내외, 컴파일과 디버그에 10분 내외, 구동에 1분으로 총 21분 이내에 할 수 있을 거예요.

이렇게 사람이 하면 장시간 걸리고, 검산도 어려운 업무를 컴퓨터를 이용했을 땐 빠르게 처리 가능합니다.

이를 학술적으로 접근할 때 가장 적합한 예제는 4색 정리가 아닐까 합니다. 정확한 정의 등은 링크를 참조하시고, 여기에선 조금이라도 흥미롭게 풀어쓰죠. 세계지도를 가져와서 색칠하려고 합니다. 보유한 색연필은 빨강, 파랑, 초록, 노랑 4가지입니다. 4가지 색연필로 모든 구획이 구분되도록 인접한 구획은 같은 색이 되지 않게 할 수 있을까요?

언듯 보면 간단한 문제 같지만 쉽지 않습니다. 가장 쉬운 증명법은 4가지 색으로 색칠 못하는 구획을 찾는 거죠. 그런 구획을 만들기 쉽지 않지만, 못 만든다고 단정 지을 수도 없습니다.

File:World map with four colours.svg - Wikimedia Commons

이 문제가 알려진 뒤, 2명의 수학자가 각각의 증명을 발표했습니다. 하지만 그들의 증명은 20년을 넘기지 못하고, 오류가 발견되었습니다. 그 이후 이문제는 수학의 난제가 되었죠. 시간이 흘러 컴퓨터가 개발되자 학자 들은 컴퓨터를 이용해 온갖 난제를 해결하기 위한 레이스를 전개했습니다. 이러한 현상은 알파고와 이세돌 기사의 대결 이후에도 일어났죠.전 세계의 온갖 난제들에 AI가 적용되었습니다.

이때 풀린 게 4색 정리죠. 사람이 온갖 지도를 실수 없이 색칠하고, 이를 증명하기에는 너무 오랜 시간이 걸리지만, 컴퓨터에게는 짧은 시간이면 충분했습니다.

위 예시처럼 컴퓨터의 기능은 복잡하거나, 오랜 시간이 걸리는 일을 정확하고, 빠르게 하는 것이죠.

이러한 단순한 목적을 이루기 위해 발전한 게 컴퓨터입니다.