유비쿼터스컴퓨팅개론 2강 - 유비쿼터스 컴퓨팅의 개념과 주요 이슈
유비쿼터스 컴퓨팅의 정의와 지향 환경, 마크 와이저가 제시한 특징을 학습합니다. 또한 기술 전개 과정과 유비쿼터스 네트워크를 구현할 때 해결해야 할 가시성·복잡도·추상화·연결성·비가시성의 문제를 정리합니다.
1. 유비쿼터스 컴퓨팅의 정의
개념의 출발과 목적
유비쿼터스 컴퓨팅에 관한 근본적인 연구는 미국 제록스의 PARC(Palo Alto Research Center)에서 시작되었다. 당시 PARC를 이끌던 마크 와이저는 연구 사업을 Ubiquitous Computing, 즉 Ubicomp라고 명명했다. 이 개념은 컴퓨터 자체를 중심에 놓기보다 사람을 중심에 두고, 사람에게 필요한 서비스를 자연스럽게 제공하는 환경을 만드는 데 목적이 있다.
강의에서는 유비쿼터스 컴퓨팅을 사람을 포함한 현실공간의 모든 대상을 기능적·공간적으로 연결하여 사용자에게 필요한 정보나 서비스를 즉시 제공할 수 있는 기반 기술로 정의한다. 이를 구현하려면 사용자 인터페이스, 통신 네트워크, 무선통신과 같은 기반 조건이 필요하다.
핵심 정의: 현실공간의 사람과 사물을 연결해 필요한 정보와 서비스를 즉시 제공하는 사람 중심의 기반 기술이다.
언제·어디서나·어떤 장치와 망으로도
유비쿼터스 컴퓨팅은 사용자가 원하는 서비스를 언제(any time), 어디서나(any where), 어떤 통신 단말기(any device), 어느 통신망(any network)을 통해서도 이용할 수 있는 상태를 지향한다. 네 요소는 개별 조건이 아니라 서비스 접근의 시간·장소·장치·네트워크 제약을 함께 줄인다는 의미로 이해해야 한다.
Tabs, Pads, Boards
마크 와이저는 유비쿼터스 환경의 컴퓨팅 단말기를 크기와 이용 형태에 따라 Tabs, Pads, Boards로 설명했다. Tabs는 약 1센티미터 크기의 착용 가능한 장치, Pads는 약 1데시미터 크기의 손에 들고 사용하는 장치, Boards는 약 1미터 크기의 상호작용형 대형 디스플레이 장치이다. 특정 제품명이 아니라 생활공간 곳곳에 서로 다른 크기와 역할의 컴퓨터가 배치되는 모습을 보여 주는 분류이다.
| 구분 | 대략적인 크기 | 형태 |
|---|---|---|
| Tabs | 센티미터 수준 | 착용 가능한 소형 장치 |
| Pads | 데시미터 수준 | 손에 들고 사용하는 장치 |
| Boards | 미터 수준 | 상호작용형 대형 디스플레이 |
2. 유비쿼터스 환경과 발전 방향
차분하고 유기적으로 연결된 환경
유비쿼터스 컴퓨팅이 지향하는 환경에서는 일상생활 속의 모든 사물에 컴퓨팅 능력이 들어간다. 그러나 장치가 계속 사용자의 주의를 요구하는 것이 아니라, 외부로 드러나 보이지 않는 차분한 상태(calm)에서 서로 유기적으로 연결되고 협조해야 한다. 사용자는 컴퓨터의 존재를 계속 의식하지 않으면서 언제 어디서나 기능을 활용할 수 있다.
이 환경은 유비쿼터스 공간의 각종 내용과 서비스를 맞춤 방식으로 즉시 제공한다. 사람-사물뿐 아니라 사물-사물 사이에도 통신이 가능해지며, 인공지능과 기계학습을 비롯한 기술도 함께 고려해야 한다. 결과적으로 삶의 질을 높이는 새로운 컴퓨터 환경을 형성한다.
물리공간과 전자공간의 관계
유비쿼터스 공간은 전자공간을 현실의 물리공간 안으로 옮겨 심는 방향으로 설명된다. 반면 기존 전자공간은 물리공간을 전자공간 안에 가상으로 옮기는 데 초점을 두었다. 즉, 기존 전자공간이 현실의 대상을 가상환경으로 표현했다면 유비쿼터스 컴퓨팅은 현실의 사물과 장소 자체에 컴퓨팅 능력을 심어 실제 환경을 증강된 현실로 만든다.
| 구분 | 기존 전자공간 | 유비쿼터스 공간 |
|---|---|---|
| 주된 방향 | 물리공간을 전자공간에 옮김 | 전자공간을 물리공간에 심음 |
| 결과 | 가상환경 | 증강된 현실 |
| 중심 대상 | 가상 객체와 서비스 | 컴퓨팅 능력이 내장된 현실 사물과 장소 |
생활 속 확산
유비쿼터스 컴퓨팅은 사람이 위치한 가까운 생활공간에서 더 넓은 범위로 확산된다. 강의의 발전 방향은 u-Home → u-School → u-Work → u-Region → u-Nation으로 제시된다. 가정에서 시작한 컴퓨팅 환경이 학교와 일터, 지역, 국가 수준으로 넓어지면서 생활 속 컴퓨팅의 실현 범위도 확대된다.
마크 와이저가 예측한 발전의 중요한 방향은 보이지 않는 인터페이스, 사람에 대한 인간화 기술, 그리고 새로운 문화와 유비쿼터스 컴퓨팅의 출현이다. 기술이 커질수록 사용자는 기계의 복잡함보다 자연스러운 서비스 경험을 접해야 한다.
3. 유비쿼터스 컴퓨팅의 특징
목적과 결과
유비쿼터스 컴퓨팅의 목적은 모든 사물에 컴퓨팅 능력을 심는 것이다. 이를 위해서는 모든 사물에 극소형 컴퓨터 칩을 내재시키고(embedding) 이들을 서로 지능적으로 연결해야 한다. 그 결과 사물의 일부가 된 컴퓨터는 주변 상황을 인식하고, 지리적으로 떨어진 곳에서도 사용자가 대상 사물과 주변 환경의 변화를 지각하거나 추적할 수 있게 한다.
두 가지 환경 제공 방법
첫 번째 방법은 모든 곳에 컴퓨터를 배치하고 사용자가 가장 가까운 컴퓨터를 언제나 이용하게 하는 것이다. 두 번째 방법은 사용자의 컴퓨터가 항상 네트워크에 연결되어 언제나 정보 서비스를 받도록 하는 것이다. 이동 가능한 소형 컴퓨터나 휴대전화와 스마트폰이 보급되면서 두 번째 의미가 크게 확장되었다.
따라서 유비쿼터스 컴퓨팅의 실현은 ‘어디에서나 주변 컴퓨터를 자유롭게 이용하는 환경’과 ‘항상 지닌 장치 또는 주변 내장 장치가 네트워크로 연결되는 환경’을 함께 포괄한다.
마크 와이저가 제시한 네 가지 특징
| 특징 | 의미 |
|---|---|
| 네트워크 연결 | 네트워크에 연결되지 않은 컴퓨터는 유비쿼터스 컴퓨팅이 아니며, 언제든 망에 접근할 수 있어야 한다. |
| 인간화된 인터페이스 | 사용자가 인터페이스를 계속 의식하지 않도록 컴퓨터가 환경에 내재하고 자연스러운 이용 방식을 제공해야 한다. |
| 현실의 모든 장소에서 이용 | 가상공간뿐 아니라 현실세계의 어느 장소에서도 컴퓨터를 사용할 수 있어야 한다. |
| 상황에 맞는 서비스 | 사용자와 상황에 따라 서비스가 변하고, 정보를 일정 기준으로 개인화하여 제공해야 한다. |
주의: 단순히 휴대 가능한 컴퓨터가 있다는 것만으로 충분하지 않다. 네트워크 연결, 현실공간의 내재성, 자연스러운 인터페이스, 상황 기반 개인화가 함께 고려되어야 한다.
4. 개념적 기술 전개 과정
기술 전개의 큰 방향
유비쿼터스 컴퓨팅은 중앙집중 기술에서 분산 기술로, 사용자 중심에서 개인화의 영역으로 발전한다. 범용성과 특수성이 조화되고 통합되는 측면에서도 기술 발전이 이루어진다. 즉, 한 대의 중앙 컴퓨터가 모든 처리를 담당하는 방식에서 벗어나 다양한 장치와 서비스가 분산·연결되고 개인에게 맞춰지는 방향이다.
네 단계의 파장
| 단계 | 핵심 기술과 변화 | 서비스 방향 |
|---|---|---|
| 첫째 파장 | 서버 기술과 유무선 통신 기술 | 끊김 없는 네트워크 기반의 통합 정보 서비스 |
| 둘째 파장 | 클라이언트와 Post-PC, 무선 및 유무선 통합 | 대화면 광대역 접속 서비스 |
| 셋째 파장 | 내장형 초소형 객체, 미세 전자기계 시스템(MEMS), 센서, 근거리 무선통신, NFC | 전자공간과 물리공간의 통합 |
| 넷째 파장 | 딥러닝, 클라우드 컴퓨팅, 스마트 자동차 기반 기술의 상업적 적용 | 개인 맞춤형 자율 서비스 |
첫 단계는 네트워크와 서버를 기반으로 서비스가 끊기지 않도록 만드는 과정이다. 둘째 단계는 다양한 클라이언트 장치와 광대역 접속이 확산되는 과정이다. 셋째 단계에서는 센서와 초소형 내장 객체가 현실공간에 들어가 물리공간과 전자공간을 통합한다. 넷째 단계에서는 지능 기술이 상업적으로 적용되면서 개인에게 맞는 자율 서비스로 진화한다.
향후 발전 예측
강의는 인공지능 기술의 융합으로 개인화된 유비쿼터스 서비스의 수준이 향상될 것으로 예측한다. 빅데이터 처리 능력과 정형·비정형 데이터의 확대로 다양한 유비쿼터스 서비스가 발전한다. 성장 동인은 하드웨어와 기반 산업에서 네트워크, 플랫폼, 지능형 서비스로 이동하며 기술 자체보다 생활 속 서비스의 가치가 중요해진다.
시험 포인트: 서버·네트워크 → 클라이언트·Post-PC → 센서·MEMS·NFC를 통한 공간 통합 → AI·클라우드 기반 개인 맞춤형 자율 서비스의 순서를 기억한다.
5. 유비쿼터스 컴퓨팅의 주요 기술 이슈
유비쿼터스 네트워크 환경을 실제로 구현하려면 다섯 측면의 컴퓨팅 기술을 연구하고 해결해야 한다. 각 이슈는 독립적이라기보다 사용자가 복잡성을 느끼지 않으면서 대규모 시스템을 안정적으로 이용하게 만드는 공통 목표를 가진다.
가시성(visibility)
복잡하고 방대한 결과를 사용자가 쉽게 파악하도록 시각적 편리성을 제공하는 문제이다. 정보서비스 제공 과정에서 사용자가 필요한 내용을 명확히 보고 이해할 수 있어야 한다.
복잡도(complexity)
구체화된 컴퓨팅 운영체제와 응용 사이의 협력 작업, 분산 작업을 통합하고 이질적인 시스템을 조정해야 한다. 서로 다른 기능을 가진 여러 시스템을 하나의 융합 컴퓨팅 모델로 다루는 문제가 핵심이다.
추상화(abstraction)
가상화나 클러스터링 기술을 이용해 스마트폰이나 PC를 단말기로 사용하는 슈퍼컴퓨터급 이용 환경을 제공하는 문제이다. 사용자는 내부 자원의 구성과 복잡한 처리 과정을 몰라도 통합된 컴퓨팅 능력을 이용할 수 있어야 한다.
연결성(connection)
인터넷 통신의 고속화·안정성·효율성과 광대역 채널을 확보하여 기존보다 훨씬 큰 규모의 컴퓨팅 공간을 구축하는 문제이다. 항상 연결되는 유비쿼터스 서비스에는 끊김 없는 신뢰성 높은 네트워크가 필수적이다.
비가시성(invisibility)
인간 중심의 사용자 인터페이스를 통해 편리한 인터페이스를 제공하고 개인화된 이용이 가능하게 하는 문제이다. 컴퓨터와 인터페이스의 복잡함은 환경 뒤로 숨고, 사용자는 자신의 상황에 맞는 서비스를 자연스럽게 받아야 한다.
| 이슈 | 핵심 질문 |
|---|---|
| 가시성 | 복잡한 결과를 어떻게 알아보기 쉽게 보여 줄 것인가? |
| 복잡도 | 이질적인 분산 시스템을 어떻게 통합·협력시킬 것인가? |
| 추상화 | 내부 복잡성을 숨기고 큰 컴퓨팅 자원을 어떻게 제공할 것인가? |
| 연결성 | 대규모 공간을 어떻게 빠르고 안정적으로 연결할 것인가? |
| 비가시성 | 컴퓨터를 의식하지 않는 인간 중심의 개인화 인터페이스를 어떻게 만들 것인가? |
핵심 개념 정리
- 유비쿼터스 컴퓨팅은 현실공간의 모든 대상을 기능적·공간적으로 연결해 필요한 정보와 서비스를 즉시 제공하는 기반 기술이다.
- 언제, 어디서나, 어떤 장치와 어느 네트워크로도 원하는 서비스를 이용하는 환경을 지향한다.
- Tabs는 센티미터급 착용 장치, Pads는 데시미터급 휴대 장치, Boards는 미터급 상호작용형 디스플레이이다.
- 컴퓨터 칩을 사물에 내재시키고 지능적으로 연결하면 주변 상황을 인식하고 원격으로 변화를 추적할 수 있다.
- 마크 와이저의 특징은 네트워크 연결, 인간화된 인터페이스, 현실의 모든 장소에서 이용, 상황에 맞춘 개인화 서비스이다.
- 기술 전개는 네트워크·서버에서 클라이언트, 내장 센서와 공간 통합, AI 기반 개인 맞춤형 자율 서비스로 발전한다.
- 주요 기술 이슈는 가시성, 복잡도, 추상화, 연결성, 비가시성이다.
최종 암기: 유비쿼터스 컴퓨팅은 전자공간을 물리공간에 심어 모든 사물의 컴퓨팅 능력을 네트워크로 연결하는 사람 중심 기술이다. 이를 실현하려면 결과는 잘 보여야 하고(가시성), 이질적 시스템의 복잡성은 통합해야 하며(복잡도), 내부 처리는 감추고(추상화), 빠르고 안정적으로 연결하고(연결성), 인터페이스 자체는 의식되지 않게 해야 한다(비가시성).
예상문제 20선
1. 유비쿼터스 컴퓨팅 연구가 시작된 곳은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ①
근본적인 연구는 제록스 PARC에서 시작되었고 마크 와이저가 이를 Ubicomp라고 명명했다.
2. 유비쿼터스 컴퓨팅의 정의로 가장 적절한 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ②
사람을 포함한 현실공간의 모든 대상을 기능적·공간적으로 연결하는 사람 중심의 기술이다.
3. 유비쿼터스 컴퓨팅의 네 가지 접근 조건에 포함되지 않는 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ③
어떤 단말기와 어느 통신망으로도 원하는 서비스를 이용하는 것이 핵심이다.
4. Tabs, Pads, Boards의 설명으로 옳은 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ④
Tabs는 센티미터급, Pads는 데시미터급, Boards는 미터급 장치이다.
5. 유비쿼터스 환경의 calm 상태가 뜻하는 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ①
환경 속 컴퓨터가 외부로 드러나지 않으면서 유기적으로 연결·협조하는 상태이다.
6. 유비쿼터스 공간의 구축 방향은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ②
컴퓨팅 능력을 현실 사물과 장소에 심어 실제 환경을 지능적으로 증강한다.
7. 생활 속 확산 순서로 옳은 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ③
가까운 가정에서 학교·일터·지역을 거쳐 국가 범위로 확산된다.
8. 유비쿼터스 컴퓨팅의 목적을 실현하는 방법은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ④
모든 사물에 컴퓨팅 능력을 심기 위해 칩의 내재와 지능적 연결이 필요하다.
9. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 제공 방법에 해당하는 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ①
주변에 배치된 컴퓨터를 쓰는 방식과 사용자의 장치가 늘 연결되는 방식이 제시된다.
10. 마크 와이저의 특징에 비추어 유비쿼터스 컴퓨팅이 아닌 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ②
강의는 네트워크에 연결되지 않은 컴퓨터를 유비쿼터스 컴퓨팅으로 보지 않는다.
11. 인간화된 인터페이스의 의미는?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ③
인터페이스가 자연스럽게 환경에 녹아 사용자가 컴퓨터 자체를 계속 의식하지 않는다는 뜻이다.
12. 개념적 기술 전개의 첫째 파장에 해당하는 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ④
첫째 파장은 서버와 유무선 통신을 기반으로 통합 정보 서비스를 제공하는 단계이다.
13. 셋째 파장의 핵심 기술로 옳은 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ①
셋째 파장에서는 초소형 내장 객체와 센서·NFC 등이 전자공간과 물리공간을 통합한다.
14. 넷째 파장이 지향하는 서비스는?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ②
지능 기술의 상업적 적용을 통해 개인에게 맞춘 자율 서비스로 진화한다.
15. 가시성 측면에서 해결해야 할 문제는?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ③
가시성은 정보와 처리 결과를 사용자가 명확하게 보고 이해하도록 하는 문제이다.
16. 복잡도 측면의 핵심 과제는?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ④
서로 다른 기능을 가진 시스템들을 조정해 하나의 융합 컴퓨팅 모델로 다루어야 한다.
17. 가상화나 클러스터링으로 내부 복잡성을 감추는 이슈는?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ①
추상화는 자원의 실제 구조를 숨기고 단말기에서 큰 컴퓨팅 능력을 이용하도록 한다.
18. 연결성 측면에서 요구되는 조건은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ②
대규모 컴퓨팅 공간을 만들려면 빠르고 안정적이며 효율적인 광대역 연결이 필요하다.
19. 비가시성의 설명으로 옳은 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ③
비가시성은 장치와 인터페이스의 존재를 덜 의식하면서 개인화 서비스를 편리하게 이용하게 하는 문제이다.
20. 유비쿼터스 컴퓨팅의 기술 이슈 다섯 가지를 모두 고른 것은?
정답입니다.
오답입니다. 답안을 다시 선택해 보세요.
정답 및 해설 보기
정답: ④
유비쿼터스 네트워크 기반 환경의 다섯 기술 이슈는 가시성, 복잡도, 추상화, 연결성, 비가시성이다.
댓글
댓글 쓰기