컴퓨터공학이란? 컴퓨터공학의 정의, 역사, 주요 연구 분야, 사회적 역할, 미래

컴퓨터공학의 정의 및 기본 원리

컴퓨터공학의 정의

컴퓨터공학은 정보화 사회의 필수적인 학문으로 알고리즘이나 데이터구조, 정보에 대한 연구를 하는 학문이다. 또한 컴퓨터 및 정보 시스템을 설계, 개발, 운영하기 위한 학문이다. 성능이 뛰어난 컴퓨터를 설계하고 제작하고 필요한 소프트웨어를 개발한다. 컴퓨터 아키텍처, 정보처리기술 등 다양한 기술을 기반으로 하는 학문이다. 소프트웨어, 하드웨어를 포함한 다양한 기술을 다루며, 컴퓨터 시스템의 구축하고 이를 산업 전반, 실생활에 직접 활용할 수 있게 하는 학문이다. 외국에서는 컴퓨터과학의 한 분야를 지칭하는 명칭으로 사용하지만 국내에서는 컴퓨터과학과 컴퓨터공학이 동일한 개념으로 활용된다. 전산학, 전산과학, 정보학 등의 다양한 명칭으로 불린다. 1970년대 이후로 국내에 소개되었다. 컴퓨터 보급이 확대되어 감에 따라 컴퓨터공학 분야가 더 확장되었다. 기본적으로는 데이터 구조, 알고리즘, 프로그래밍 언어 등의 개념을 이용하며 논리적 추리 및 독창적 사고력을 활용하여 문제를 해결하는데 중점을 둔다. 국내에서 컴퓨터공학은 프로그래밍언어와 관련된 학문으로 오해하는 경우가 많은데 그보다 수학과 더욱 밀접한 관련이 있는 학문이다. 컴퓨터 공학은 향후 AI 산업 등 고성능 컴퓨터 개발 등 새로운 컴퓨터 산업의 영역이 계속 확대되어 감에 따라 고도의 연구가 필요할 것으로 보인다.

 

컴퓨터공학의 역사

 

컴퓨터공학은 다른 학문에 비해 역사는 짧지만, 급진적인 발전과 혁신을 거듭해 왔다. 이 역사는 다양한 시기와 개념의 발전으로 구성되어 있으며, 컴퓨터의 다양한 영역에서 광범위한 발전 해왔다. 컴퓨터공학의 초기단계에서는 기초 이론인 논리학, 수학 분야에서 시작했다. 앨런튜링의 튜링 기계, 조지 부울의 불 대수 등 기초 이론이 발전되며 컴퓨터의 개념을 정립했다. 1940년대 최초의 컴퓨터의 ENIAC과 UNIVAC이 등장했다. 이는 계산 및 데이터 처리를 전자적으로 수행했다. 이를 통해 컴퓨터공학에서 하드웨어 분야가 다루어지기 시작된 시기이다. 초기의 컴퓨터공학자들은 하나 업무만 수행하는 단순한 계산을 처리하는 기계가 아닌 다양한 이론을 자동으로 계산할 수 있는 기계를 만들고자 노력했다. 1950년대, 1960년대 고급 언어가 개발되고 소프트웨어공학이 더욱 확대되었다. 학문으로 인정받은 건 1960년대부터 대학에 전공과정이 생긴 후다. 1960년대 초기 인터넷이 등장하고, 1980년대 개인용 컴퓨터가 보급되면서 컴퓨터공학이 확대되었다. 일리노이대학에서는 컴퓨터, 인간 사이의 대화를 연구하는 CAI(Computer Aided Instruction) 시스템을 도입하고 연구한다. 미국은 컴퓨터공학의 발전을 위해 대학, 민간연구단체에 거대한 재정 지원과 프로젝트를 시도한다. 그 후 급진적인 기술 발전이 이루어지면서 컴퓨터공학이 확대되었다.

 

컴퓨터공학의 주요 연구 분야

 

컴퓨터공학은 컴퓨터 시스템의 소프트웨어, 하드웨어 등 전반적인 기술을 모두 아우르기 때문에 다양한 분야로 나뉘어져 있습니다. 알고리즘, 네트워크, 소프트웨어 공학, 데이터베이스 시스템, 인공지능, 운영체제, 컴퓨터 그래픽스 등이 대표적이고, 이러한 분야는 서로 유기적으로 연관되어 있으면서도 독립적으로 발전하고 있습니다. 알고리즘은 컴퓨터 프로그램을 더욱 효율적으로 최적화하기 위해 연구되는 분야이다. 원하는 결괏값을 도출하기 위해 주어진 입력에 대해 정확하고 효율적인 단계들의 집합을 의미한다. 네트워크는 무선 LAN, 인터넷 등 모든 유무선 네트워크를 연구하는 분야이다. 통신네트워크의 프로토콜과 알고리즘, 이에 연관된 기술들을 전반적으로 연구한다. 소프트웨어공학은 소프트웨어의 설계, 개발, 운영, 유지보수 등의 전반적이고 체계적으로 연구하는 분야이다.

 

컴퓨터공학의 사회적 역할

컴퓨터공학은 의료에서부터 엔터테인먼트, 금융, 교육 분야까지 거의 모든 영역에서 컴퓨터 공학의 기술이 활용되고 있다. 이미 사회 전반에 중심적인 영향을 미치는 영역으로 앞으로는 그 영향이 더욱 커질 것으로 보인다. 이러한 발전은 기술적인 혁신, 업무의 효율성 등의 긍정적인 효과뿐만 아니라 윤리적인 고민, 이를 활용한 범죄 등 부정적인 효과 모두 발생하고 있다. 이에 따라 다양한 분야에서 전문가가 양성되고 대응하고 있다. 컴퓨터 시스템을 활용하여 다양한 미래 문제, 도전과제를 해결하고 사회에 더욱 긍정적인 영향을 미칠 수 있도록 하는 게 컴퓨터 공학자들의 역할이다.

 

컴퓨터공학의 미래 동향

컴퓨터공학은 컴퓨터가 활용되는 분야가 증가함에 따라 기술이 급진적으로 발전, 진화되어 가고 있다. 앞으로의 미래에는 사물 인터넷 IoT, 인공지능, 양자 컴퓨팅, 빅데이터 처리, 기계학습 분야, 클라우드 컴퓨팅 등의 고도의 정보가 집약된 기술이 더욱 필요로 하고 핵심 역할을 할 것으로 보인다. 미래에는 네트워크의 영역이 확장됨에 따라 분산, 협업 시스템이 더더욱 강화되고 이를 통해 컴퓨터 외의 모든 분야에서 혁신적인 기술 발전에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다. 또한 컴퓨터공학의 발전에 따라 컴퓨터, 네트워크 등을 활용한 컴퓨터 범죄, 사이버 범죄, 네트워크 공격이 증가했다. 증거를 인멸하기 쉽고 피해의 범위가 커질 수 있다는 특징이 있기 때문에 사이버 보안과 개인정보보호의 필요성이 더욱 증대되고 있다.