컴퓨터 안에서는 무슨 일이 일어날까?
기계 덩어리 하나가 아니라, 두 가지가 짝을 이루어 움직입니다.
컴퓨팅(computing)
전자 기기의 힘을 빌려 어떤 문제를 풀거나 데이터를 다루는 일 전체를 가리킵니다. 기기가 아니라 「하는 일」을 가리키는 말입니다.
컴퓨팅 시스템(computing system)
그 컴퓨팅을 하려고 모아 놓은 하드웨어와 소프트웨어의 묶음입니다. 이쪽은 「일을 하는 주체」를 가리키는 말입니다.
잠깐 — 여기서 말하는 「데이터」란
데이터(data)는 컴퓨팅 시스템이 다룰 수 있는 형태로 적어 둔 값입니다. 사진 한 장, 방금 친 글자 하나, 온도계가 읽은 숫자, 마이크가 받은 소리가 모두 데이터입니다. 겉으로는 그림이고 소리고 글자지만, 시스템 안에서는 전부 값으로 바뀌어 저장되고 옮겨집니다.
이 낱말은 이 단원 내내, 그리고 이 과목 전체에서 계속 나옵니다. 「시스템이 다룰 수 있게 값으로 바뀐 것」이라고 잡아 두면 됩니다.
「컴퓨팅 시스템」이라고 하면 책상 위의 데스크톱만 떠올리기 쉽지만, 주머니 속 스마트폰도, 손목의 스마트워치도, 교실 천장의 에어컨 제어 장치도 모두 컴퓨팅 시스템입니다. 겉모습이 아니라 「하드웨어와 소프트웨어가 함께 일해서 무언가를 처리하는가」가 기준이기 때문입니다.
짝을 이루는 둘 — 하드웨어와 소프트웨어
둘은 자주 헷갈리는 짝입니다. 만질 수 있는가를 먼저 보면 구별이 쉽습니다.
하드웨어(hardware)
컴퓨팅 시스템을 이루는 물리적인 부품. 손으로 만질 수 있습니다.
- 키보드 · 마우스 — 사람이 넣은 것을 받아들이는 부분
- 중앙 처리 장치(CPU) — 명령을 해석하고 계산하는 부분
- 디스플레이 · 스피커 — 결과를 내보내는 부분
소프트웨어(software)
하드웨어에게 무엇을 하라고 명령하는 프로그램. 만질 수 없습니다.
- 운영 체제 — 하드웨어 전체를 관리하는 바탕 프로그램
- 웹 브라우저 — 인터넷의 문서를 받아 화면에 그려 주는 프로그램
- 각종 애플리케이션(앱) — 특정 목적에 맞게 만든 프로그램
둘 중 하나만 있으면 아무 일도 일어나지 않습니다
소프트웨어가 「이것을 해 달라」고 요청하면 하드웨어가 그 요청을 실제 동작으로 옮깁니다. 소프트웨어만으로는 화면에 점 하나 찍을 수 없고, 하드웨어만으로는 무엇을 해야 할지 알 수 없습니다. 컴퓨팅 시스템은 이렇게 요청과 동작을 주고받으며 일합니다.
일상 속 컴퓨팅 시스템
디지털 기술이 발전하면서 컴퓨팅 시스템이 쓰이는 곳은 계속 넓어지고 있습니다.
지금 여러분이 쓰고 있는 기기 하나를 골라, 그 안의 하드웨어 두 가지와 소프트웨어 두 가지를 각각 말해 보세요. 무엇을 기준으로 나누었나요?
한 대만으로는 왜 부족할까?
지금 손에 든 기기가 혼자 알아낼 수 있는 것은 생각보다 적습니다.
스마트폰으로 학교 도서관에 빈자리가 있는지 확인한다고 해 봅시다. 스마트폰은 도서관 안의 좌석을 직접 확인할 수 없습니다. 그런데도 화면에 빈자리 수가 뜨는 이유는, 그 숫자를 아는 다른 컴퓨팅 시스템과 연결되어 있기 때문입니다.
자리에서 측정하고
좌석에 붙은 감지 장치가 사람이 앉았는지 확인해 그 결과를 데이터로 만듭니다.
한곳에 모으고
도서관의 서버(다른 컴퓨팅 시스템의 요청을 받아 처리해 주는 컴퓨터)가 좌석 데이터를 모아 빈자리 수를 셉니다.
내 손으로 온다
내 스마트폰이 서버에 「지금 몇 자리 비었나」를 묻고, 서버가 답한 숫자를 화면에 띄웁니다.
세 장치는 서로 멀리 떨어져 있고, 만든 회사도 종류도 다릅니다. 그런데도 데이터가 오갈 수 있는 것은 이들이 같은 방식으로 연결되어 있기 때문입니다. 이 연결이 무엇이고 어떻게 이루어지는지를 지금부터 살펴봅니다.
연결하면 무엇이 가능해질까
크게 세 가지가 가능해집니다. 셋 다 혼자서는 안 되는 일이라는 공통점이 있습니다.
연결이 이득만 주는 것은 아닙니다
데이터가 오갈 길이 생겼다는 것은 원치 않는 사람도 그 길을 쓸 수 있다는 뜻이기도 합니다. 또 연결이 끊기면 혼자서는 아무것도 확인할 수 없게 됩니다. 무엇을 얻고 무엇을 감수하는지를 함께 보는 것이 이 단원 내내 필요합니다.
오늘 하루 여러분이 쓴 기능 중에서 연결이 끊기면 못 쓰게 되는 것과 끊겨도 쓸 수 있는 것을 하나씩 찾아보세요. 둘의 차이는 무엇인가요?
그래서 네트워크란 무엇인가?
「한 대만으로는 왜 부족할까?」 절에서 본 「연결」에 이름을 붙일 차례입니다.
네트워크(network)는 여러 대의 컴퓨팅 시스템 장치를 데이터와 자원을 서로 나눠 쓰려는 목적으로 이어 놓은 통신망입니다.
정의를 이루는 조건은 두 가지입니다. 장치가 둘 이상이어야 하고(두 대만 이어져 있어도 네트워크입니다), 공유를 목적으로 연결되어 있어야 합니다. 컴퓨터가 아무리 많아도 서로 이어져 있지 않으면 네트워크가 아니고, 전선으로 이어져 있더라도 전기만 흐르고 데이터가 오가지 않으면 네트워크가 아닙니다.
네트워크인 것
장치들이 서로 이어져 있고, 그 길 위로 데이터가 오갑니다.
- 무선 이어폰과 스마트폰이 서로 짝지어져 소리 데이터를 주고받는 상태
- 교실의 컴퓨터들이 한 대의 프린터를 함께 쓰도록 이어져 있는 상태
- 집의 여러 기기가 같은 공유기에 붙어 인터넷을 쓰는 상태
네트워크가 아닌 것
장치 수는 같습니다. 이어져 있지 않을 뿐입니다.
- 컴퓨터실에 컴퓨터가 30대 있지만 서로 이어져 있지 않은 상태
- 노트북에 충전기만 꽂혀 있는 상태 — 전기는 흐르지만 데이터는 오가지 않습니다
- USB 저장 장치를 손에 들고 옮겨 파일을 전달하는 것 — 사람이 옮긴 것이지 연결된 것이 아닙니다
두 그림에서 장치의 수와 자리는 똑같습니다. 다른 것은 장치를 잇는 길이 있는지 하나뿐입니다. 네트워크인지 아닌지를 정하는 것은 장치의 수가 아니라, 그 사이에 데이터가 오갈 길이 놓여 있는가입니다.
네트워크와 인터넷은 같은 말이 아닙니다
인터넷(Internet)은 수많은 네트워크를 다시 이어 붙여 만든 지구 규모의 네트워크 하나입니다. 즉 인터넷은 네트워크의 한 사례입니다. 무선 이어폰과 스마트폰이 이룬 연결도 인터넷과는 상관없이 그 자체로 네트워크입니다. 「네트워크가 있다」는 말이 「인터넷에 연결되어 있다」는 뜻은 아닙니다.
한편 연결한다고 데이터가 저절로 흐르지는 않습니다. 장치와 장치 사이에는 데이터가 실려 갈 길, 곧 전송 매체가 있어야 합니다. 케이블처럼 눈에 보이는 것을 쓸 수도 있고, 전파처럼 보이지 않는 것을 쓸 수도 있습니다. 어떤 매체를 쓰느냐에 따라 네트워크의 성격이 달라집니다. 지금은 길이 둘로 나뉜다는 것까지만 잡아 둡니다.
「네트워크가 아닌 것」 세 가지는 각각 정의의 어느 조건을 만족하지 못한 것인가요? 「장치가 둘 이상」과 「공유를 목적으로 연결」 가운데 어느 쪽에 걸리는지 하나씩 확인해 보세요.
얼마나 넓게 연결되어 있나?
연결이 닿는 범위에 따라 네트워크를 세 갈래로 나눠 부릅니다.
네트워크는 얼마나 넓은 범위를 잇는가에 따라 이름이 달라집니다. 작은 것이 큰 것 안에 들어가 있는 구조라고 생각하면 이해하기 쉽습니다.
광역 네트워크 — 도시와 나라를 넘어
멀리 떨어진 근거리 네트워크들을 다시 이어 붙인 범위입니다. 인터넷이 대표적입니다.
근거리 네트워크 — 한 건물 안
학교, 사무실, 집처럼 한정된 공간의 기기들을 잇습니다. 파일 공유와 프린터 함께 쓰기가 여기서 이루어집니다.
개인 네트워크 — 한 사람 몸 주변
한 사람이 지닌 기기들끼리 잇습니다. 스마트폰과 무선 이어폰, 스마트워치의 연결이 여기에 포함됩니다.
안쪽 상자가 바깥 상자 안에 들어가 있는 것은 작은 네트워크가 큰 네트워크의 일부가 될 수 있다는 뜻입니다. 무선 이어폰이 붙은 스마트폰이 다시 집 공유기에 붙고, 그 공유기가 인터넷에 붙는 식입니다.
| 이름 | 줄임말 | 닿는 범위와 쓰임 |
|---|---|---|
| 개인 네트워크 | PAN | 한 사람이 지닌 기기들을 잇습니다. 몸 주변 몇 미터 정도가 보통이고, 무선 기술로 잇는 경우가 많습니다. |
| 근거리 네트워크 | LAN | 학교 · 사무실 · 가정처럼 한 건물이나 한 층 규모를 잇습니다. 파일 공유, 프린터 접속 같은 서비스를 제공합니다. |
| 광역 네트워크 | WAN | 멀리 떨어진 근거리 네트워크들을 잇습니다. 도시 · 국가를 넘어서며, 인터넷이 가장 큰 사례입니다. |
줄임말 PAN · LAN · WAN은 각각 personal · local · wide area network에서 왔습니다. 영어 이름까지 외울 필요는 없고, 셋을 구분하는 기준이 「닿는 범위」라는 것만 잡아 두면 됩니다.
세 이름 사이에 정확한 경계선은 없습니다
「몇 미터까지가 개인 네트워크」 같은 딱 떨어지는 기준이 있는 것은 아닙니다. 쓰는 기술과 상황에 따라 달라지고, 둘 사이에 걸치는 경우도 흔합니다. 이 분류는 범위를 가늠하기 위한 대략적인 이름이지, 어떤 연결을 반드시 하나로만 분류해야 한다는 규칙이 아닙니다.
지금 여러분의 스마트폰은 몇 개의 네트워크에 동시에 속해 있나요? 「얼마나 넓게 연결되어 있나?」 절의 상자 그림을 안쪽부터 바깥쪽으로 따라가며 세어 보세요.
핵심 정리
컴퓨팅 시스템
computing system
- 컴퓨팅을 위해 모인 하드웨어와 소프트웨어의 묶음
- 소프트웨어가 명령하고 하드웨어가 수행한다
- 겉모습이 아니라 둘이 함께 일하는가가 기준
네트워크
network
- 장치가 둘 이상 — 두 대만 이어져도 성립한다
- 나눠 쓰려는 목적으로 이어 놓은 통신망
- 잇는 전송 매체가 있어야 데이터가 오간다
연결하면 가능해지는 일
혼자서는 안 되는 것들
- 데이터 공유 · 자원 공유 · 협력과 소통
- 대신 남도 그 길을 쓸 수 있고, 끊기면 확인이 막힌다
- 얻는 것과 감수하는 것을 함께 본다
연결 규모에 따른 분류
닿는 범위가 기준
- 개인(몸 주변) · 근거리(건물 안) · 광역(도시 너머)
- 작은 것이 큰 것의 일부가 될 수 있다
- 셋의 경계는 대략적인 기준이고 걸치는 경우도 있다
확인 퀴즈
배운 내용을 확인해 봅시다.
컴퓨팅 시스템에서 소프트웨어에 해당하는 것은?
다음 중 네트워크라고 할 수 없는 것은?
연결 규모에 따른 네트워크 분류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?