컴퓨터 과학이란 무엇인가

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컴퓨터 과학(computer science)은

알고리즘 과정(어떤 문제를 해결하기 위한 '동작의 모임'이면서 문제 해결 방법을 정의한 '일련의 단계적 절차'이다 )과 계산 기계(계산 능력이 있는 추상 기계와 그 기계를 이용해서 풀 수 있는 문제들을 연구) 그리고 계산 이론(어떤 문제를 컴퓨터로 풀 수 있는지 푼다면 얼마나 효율적으로 풀 수 있는지 탐구한다) 자체에 대한 학문이다. 전산 이론과 시스템 설계를 처리하는 전문가를 컴퓨터 공학자 또는 전산학도라 부르며, 컴퓨터 과학은 알고리즘, 계산 및 정보에 대한 이론적 연구에서부터 H/W(하드웨어)와 S/W(소프트웨어)의 계산 시스템 구현의 실질적 문제에 이르는 수많은 주제를 두루 다루고 있다.
보통 컴퓨터과학(영어: computer science, 컴퓨터 사이언스) 분야 중 H/W(하드웨어)를 다루는 세부 영역을 가리킬 때 컴퓨터 공학(영어: computer engineering)을 사용하는데 우리나라에서는 컴퓨터과학과 같은 뜻(컴퓨터 과학=컴퓨터 공학)으로 불린다.

 

 

컴퓨터 과학의 분야는 이론적인 분야 vs 실용적인 분야로 나눌 수 있다.

추상적인 계산 모델을 사용해 해결할 수 있는 일반적인 종류의 문제에 관한 것이 계산 이론(어떤 문제를 컴퓨터로 풀 수 있는지 푼다면 얼마나 효율적으로 풀 수 있는지 탐구한다)이며, 보다 구체적인 응용을 강조하는 것으로는 컴퓨터 그래픽(컴퓨터를 사용해 실제의 영상을 조작 또는 새로운 영상을 창조해 내는 기술) 또는 계산 기하학(기하학에 대해 알고리즘을 다루는 분야)이 있다. 계산 프로세스의 설명에 대한 접근 방식만을 다루는 것이 프로그래밍 언어론이라면, 복잡한 시스템을 만들기 위해 사용하는 것까지 포함한 것이 컴퓨터 프로그래밍이다. 인공지능(artificial intelligence, 지능을 가진 구현한 컴퓨터 시스템이며, 인간의 지능을 기계 등에 인공적으로 세팅한 것)은 인간과 동물에게서 발견되는 문제 해결, 환경 적응, 의사결정, 학습, 계획과 같은 목표 지향적인 과정을 종합하며, 컴퓨터 구조(컴퓨터 시스템의 기능, 조직, 구현에 대한 법칙과 방법을 통칭)는 컴퓨터 구성요소와 컴퓨터 작동 원리를 설명한다.

 

1946년 최초의 컴퓨터인

에니악(ENIAC)이 출현한 이래 에드삭(EDSAC), 유니박(UNIVAC), 마크(MARK) 등의 진화 과정을 거쳐 요즘에 이르러 정보화 시대에 살게 되었다. 1960년대 이전은 컴퓨터라는 것은 존재하지도 않았고 몇몇 인물들의 상상 속에만 존재해 왔을 뿐이지만, 그 이후 초고속 성장과 발전을 거듭한 컴퓨터는 이용 범위도 확대되어 산업 전반의 다양한 분야는 기본이고 일반 가정(PC, Personal Computer)에서도 필수품이 되었다.

 

 

제2차 대전 후

처음으로 산업에 이용되기 시작한 컴퓨터는 그거 계산기의 대체품에서, 의사를 결정짓는 과정에 참여할 가능성을 보여주는 엄청난 발전을 보였고, 경영 행동의 본질마저 바꾸고 있다. 사무자동화, 공정자동화, 혁명으로 일컬어지는 경영구조의 개선은 개인용 컴퓨터(PC)의 보급확충으로 발전해 가정의 정보화와도 연결되며 금융·공공·유통 서비스가 일체화된 사회·정보통신시스템을 가능하게 되었고, 총체적 관리(원재료의 구매부터 판매까지 이르는 일련의 과정)와 EFTS(전자식 동시 결제 시스템)의 구축이 가능해졌다. 이것은 컴퓨터가 기업경영에의 정착을 확고히 했다는 증거이며 프로그래밍 개발의 가속화 또는 문제 해결 기술의 진보로 이어진다. 그러나 역시 컴퓨터의 발전 및 개발에 있어 주요 문제 사항으로는 S/W(소프트웨어)의 문제가 크며, 이와 같은 S/W(소프트웨어), H/W(하드웨어) 또는 여러 원인이 되는 요소 간의 발전에 있어서 차이를 어떻게 줄이느냐 하는 문제가 발생하기에, 결국 계산기를 독립적인 학문으로 연구하고 발전시키려는 계산기 과학이라는 새로운 학문이 탄생하게 되었다

 

 

컴퓨터 과학의 역사는

단순히 현재 사용 중인 컴퓨터의 역사만을 가리키는 것이 아니다. 주판과 같이 단순 계산만을 수행하는 기계는 역사가 꽤 되었는데, 1623년에는 최초의 계산 기계라 불릴 만한 것이 만들어졌고, 찰스 배비지(프로그램이 가능한 컴퓨터로써 계산기의 시초이며, 컴퓨터의 아버지로 불린다)는 19세기 초에 차분기관(다항함수를 계산하기 위한 기계식 디지털 계산기)을 만들었다. 1900년대에 들어서 IBM사(국제 사무기기 회사)가 펀치카드(천공카드, 데이터를 표현하기 위해 규칙에 따라 직사각형 모양의 구멍을 뚫어 사용하는 종이 카드로서 초기의 저장매체이며, 천공 위치에 구멍을 뚫거나 뚫지 않음으로써 하나의 비트를 나타낼 수 있다) 시스템(PCS)을 개발하여 회계에 관련된 일을 하도록 보급하였다. 아쉽게도 이때의 기계는 단순히 한 가지의 일만 수행할 수 있었다.

 

1920년 이전까지 계산(compute)을 담당하는 사무관을 일컫는 용어로 '컴퓨터'(computer)가 사용됐다. 쿠르트 괴델(불완전성의 정리로 유명한 수학자), 알론조 처치(미국의 수학자로, 전산학의 이론적 기초를 세운 사람 중의 한 명이다), 앨런 튜링(컴퓨터과학의 선구적 인물로 알고리즘과 계산 개념을 튜링 기계라는 추상 모델을 통해 형식화함으로써 컴퓨터 과학의 발전에 지대한 공헌을 했다)과 같은 컴퓨터 과학 초기의 학자들은 계산 가능성 문제에 관심이 있었다. 이러한 관심은 단순 계산과정으로 지겹기도 하고 그로 인해 오류 발생이 많은 작업을 기계로 자동화하고자 싶은 욕구로부터 시작되었다. 이러한 목적을 가지고 한 가지의 작업만 할 수 있었던 기존의 계산기와는 달리, 이론적으로 어떠한 계산도 가능한 계산기를 만들고자 했고, 이러한 노력 끝에 지금의 컴퓨터 과학의 발전을 일궈낼 수 있었다.
1940년대에 들어 '컴퓨터'는 더는 사람이 아닌 기계를 부르는 용어로 굳혀졌는데, 더욱 강력한 기능을 지닌 계산기들이 등장하면서부터다. 컴퓨터가 단순 계산이 아닌 더 많은 작업을 할 수 있게 되고 그것이 알려지며, 컴퓨터 과학 분야가 더욱 넓어지게 되었다.
1960년대 들어선 많은 대학에 컴퓨터 과학 학과 및 전공 과정이 개설되며 컴퓨터 과학이 학문으로 다루어지기 시작했고, 과학적 학문의 쓰임새에 따라 세분되었다.