중간고사 시험 1차시 대비 정리

 

컴퓨터공학기초 수업 정리

교과서 분량 128p

01 인공지능과 함께하는 우리 사회

내용 : 2p ~ 42p

3p ~ 10p 가상 세계, 메타버스

11p ~ 26p 인공지능과 삶의 변화

27p ~ 38p 인터넷 콘텐츠 서비스

39p ~ 42p 제4차 산업혁명 시대

 

인공지능과 함께하는 우리 사회

 

가상 세계, 메타버스

가상과 현실을 넘나드는 메타버스

메타버스(metaverse)

- 1992년, 닐 스티븐슨의 공상과학 소설 ‘스노 크래시(Snow Crash)’ 메타버스와 아바타

의 개념과 용어가 처음 사용

- 초월, 가상을 뜻하는 ‘Meta’와 / 우주, 현실 세계를 뜻하는 ‘Universe’의 합성어

- 현실을 초월한 가상 세계를 의미

- 가상현실과 증간현실 기술을 합쳐 더욱 발전된 기술이 집약된 가상 세계

메타버스 개념

기술 연구 단체 ASF의 메타버스 분류

증강 현실(Augmented Reality)

- 현실 공간에 2D 또는 3D로 표현한 가상의 정보를 표시해 상호작용 하는 환경

ex) 포켓몬고

일상기록(Lifelogging)

- 블로그처럼 어떤 형태로든 자신의 인생을 기록하는 것

ex) 인스타그램, 애플워치

거울 세계(Mirror Worlds)

- 디지털 정보를 기반으로 실제 세계를 사실적으로 반영한 세계

ex) 구글어스

가상 세계(Virtual Worlds)

- 현실 세계의 경제적. 사회적인 활동과 유사한 활동을 할 수 있도록

디지털 데이터로 구축한 세계

ex) 리니지. naver 제페토, 로블록스. 마인크래프트

 

 

 

가상현실(VR)과 증강현실(AR)

가상현실(VR: Virtual Reality)

- 현실세계가 아닌 가상세계를 체험할 수 있는 기술

- 인공적으로 어떤 특정한 환경 or 상황에 처한 것처럼 느끼도록 하는 모든 기술

- 가상현실 속에 있는 사물 or 환경과 상호작용이 가능

ex) 게임, 역사적 건출물 재현

- 영상출력 장치로는 머리에 쓰는 표시 장치 HMD(Head Mounted Display)가 대표적

증강현실(AR: Augmented Reality)

- 현실세계를 그대로 경험하면서 부가적으로 가상의 디지털 정보를 덧붙여

현실세계를 강화하는 기술

ex) 자동차나 기계의 설계, 의사의 수술 훈련

혼합현실(MR: Mixed Reality)

- 증강현실의 단점을 보완해 더욱 진화된 가상 세계를 구현하는 기술

ex) 관광 안내, 내비게이션 시스템

확장현실(XR: eXtended Reality)

- 가상현실과 증강현실 그리고 혼합현실 기술을 모두 지징하는 용어

인공지능과 삶의 변화

- 1936년 앨런 튜링(Alan Turing) 기존의 계산기를 ‘지능을 가진 기계’라 불릴 수 있는

컴퓨터의 개념을 구상하였음 => 인공지능의 시초

- 인공지능은 1956년 미국 다트머스 대학의 학술대회에서 처음 언급

인공지능(AI: Artificial Intelligence)

- 인간의 뇌와 같이 높은 지능과 생각하는 방식을 가진 컴퓨터 시스템

- 인간의 지능 수준의 지적 능력을 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어로 구현하는 기술

인공지능의 딥러닝 기술이 사용된 다양한 분야

- 음성인식과 자연어 처리, 자동번역 등의 분야

ex) 애플의 시리, 삼성의 빅스비, IBM의 왓슨

- 인식 분야

ex) 생체 인식, 사물 인식, 자동차 번호판 인식 등

- 의료 분야

ex) X-ray 사진 판독과 각종 진단 증

- 자율주행 분야

ex) 드론, 자동차

- 예측 분야

ex) 주식 or 펀드, 환율, 일기예보 등

- 예술 분야

ex) 음악의 작곡, 그림을 그리는 회화, 소설을 쓰는 분야 등

 

GPU와 TPU

딥러닝에서는 심층신경망에서 빅데이터를 처리하기 위해 대량의 행렬과 벡터를 사용하므로

GPU 사용이 매우 효과적임

 

GPU(Graphics Processing Unit) or GPGPU(General Purpose Graphic Processing Unit)

- 1999년 엔비디아(Nvidia)기 GeForce 256을 발표하면서 처음 사용

- 그래픽 연산 처리를 하는 전용 프로세서
- 일반 CPU 프로세서를 돕는 보조프로세서 로서의 GPU

- 그래픽 처리장치는 고속의 병렬처리로 대량의 행렬과 벡터를 다루는 데

뛰어난 성능을 발휘

- 12개 GPU가 2,000개의 CPU와 비슷한 계산 능력

 

TPU 텐서 처리장치(Tensor Processing Unit) [텐서: 벡터 행렬을 의미]

- 2016년 구글에서 GPU보다 뛰어난 연산 처리장치로 개발

- 데이터 분석 및 딥러닝용 칩으로서 벡터 행렬연산의 병렬처리에 특화

- 텐서플로(TensorFlow)

- TPU를 위한 인공지는 라이브러리

- 소프트웨어로는 구글에서 오픈소스로 공개

음성인식 STT

STT(Speech-to-text)

- 음성인식(speech recognition)은 사람이 말하는 자연어를 분석 및 받아들임

- 그 내용을 해석해 문자, 명령어 및 다양한 형태의 정보로 변환해 주는 기술

ex) 인공 지능 개인비서 응용프로그램

자연어처리

- 언어간 통역 및 번역 서비스

- 음성인식 서비스

 

음성합성 기술

TTS(text to speech) 기술

- 인공지능 기술을 활용해 텍스트를 음성으로 변환

- 지하철이나 아파트 공공시설 내에 안내방송을 컴퓨터가 직접 가능ex

ex) 구글 번역기

 

챗봇

- 인간과의 대화에 자연스러운 방식으로 참여하는 대 사용되는 응용 소프트웨어

- 사람과의 문자 대화를 통해 질문에 알맞은 답이나 각종 연관 정보 제공

- 텍스트, 그래픽, 음성을 이용해 사용자와 대화하는 방식으로 상호작용

챗봇의 작동 방식

1) 문자 또는 전화 통화를 통해 문의를 받음

2) 메시지 내용을 수신하고 사용자의 요청 내용과 관련 정보를 분석 및 파악함

3) 자연어처리 기술로 적절한 의도를 식별해 응답을 결정

4) 사용자에게 응답 내용 전달

 

챗봇 서비스 발전 단계

 

1단계 [챗봇]

- 서비스와 관련된 데이터를 축적하여 사용자가 질문하면 미리 설계한 알고리즘의

시나리오 기반으로 답변

- 한계 : 그 외의 질문은 답변하기 어려움

2단계 [지능형 비서](ChatGPT4)

- 현재의 기술 수준으로 인공지능 기술이 본격적으로 도입되어 자연어 처리 기술을 이용함

- 단순한 형태의 소통이 가능하며 스스로 검색을 통해 질문에 답변

3단계 [감성 비서]

- 감성인지 기술 등이 더해져 사용자의 마음까지 읽는 서비스를 제공

- 서비스 전달 방식 또한 텍스트, 음성에 국한되지 않고 다양화될 것으로 예상

 

AI콜(call)

- 인공지능이 걸려온 전화에서 사람처럼 응대하고 예약까지 받아주는 기술

- 음성인식, 자연어처리, 음성 합성 기술이 결합된 기술

- 고객 음성에서 문자를 추출해 의도를 파악하고

고객이 원하는 정답형 정보를 찾아 문장으로 다듬어 음성으로 합성

ChatGPT 3.5 대화형 인공지능 챗봇

- openAI사에서 2022년 12월에 발표함

- 다른 챗봇과는 달리. 주고받은 대화와 대화의 문맥을 기억할 수 있으며,

모종의 보고서나 실제로 작동하는 소프트웨어 코드를 비롯한

인간과 같은 상세하고 논리적인 글을 작성(다만 아직은 어색함)

ex) - 미 의회에서 연설문 작성

- 책 발행

- 개인 가정교사

자율주행 자동차(self-driving car)

- 사람의 개입 없이 안전주행이 가능한 자동차

자율주행 수준

수준 0~2 : 주행 책임이 운전자(부분 자동화 수준)

수준 3 : 주행 책임이 시스템(자율 주행 시스템이 운전조작의 모든 측면을 제어)

수준 5 : 운전자 없이 주행 가능(완전 자동화 가능 수준)

 

인터넷과 WWW

인터넷

- 인테넷 프로토콜을 통한 네트워크를 가리키는 고유명사

- 지구 전역에서 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 통일된 프로토콜을 사용해

자유롭게 통신을 주고 받을 수 있는 세계 최대의 통신망

WWW(World Wide Web)

- Hyper text 기반 문서를 http 규약으로 저장, 공유하는 기술

- 1990년 팀 버너스 리가 개발

- 구조

- 웹 서버가 실행되는 서버에 각종 정보와 이를 참조할 수 있는 프로그램을 저장

- 서버의 정보를 요청하는 클라이언트에게 제공하는 방식

- 클라이언트는 웹 브라우저(web brower)를 통해 정보를 검색하고 문서를 읽는다

모바일 시대

1990년 말, 정보기술에 여러 나라의 국나 및 기업들이 붙기 시작 >

닷컴버블 붕괴 > 2007년 애플의 아이폰 정보기술 분야의 혁신

 

스마트 혁명과 생활의 변화

포노 사피엔스(Phono sapiens)

- 스마트폰을 사용하는 인간을 지칭하는 말(스마트폰은 없으면 안됨...)

미디어의 디지털화와 OTT로의 발전

온라인 동영상 스트리밍 서비스 OTT(Over The Top)

- 인터넷을 통해 개인용 PC와 스마트 폰 뿐만 아니라 TV 등에서도 시청할 수 있는

드라마나 영화 등의 미디어 콘텐츠 서비스

- PC, 스마트폰, 태블릿 PC, 콘솔 게임기 등 다양한 플랫폼을 지원하며

실시간 방송과 VOD를 포함한 차세대 방송 서비스

 

OTT 분야의 추천 서비스

- 사용자가 관심을 가질 만한 영화나 음악, 동영상, 책 등의 정보를 추천해 주는 서비스

- 이용자의 취향, 성향에 대한 추천과 함께 시청 시간대. 시청 기기 등의 정보를 기반

- 비슷한 시청 형태의 군집으로 나누어 추천서비스에 활용