정보 처리
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1. 개요
정보 처리는 데이터를 의미 있는 정보로 변환하는 과정을 포괄적으로 지칭하며, 디지털 컴퓨터를 이용한 계산, 검색 등의 행위를 포함한다. 정보 처리는 수직적, 수평적, 집중형, 분산형 등 다양한 유형으로 분류되며, 이를 설명하는 여러 모델과 이론이 존재한다. 대표적으로 스턴버그의 삼원 지능 이론, 작업 기억 모델, 피아제의 인지 발달 이론 등이 있으며, 인지 심리학에서는 정보 처리 방식을 인간의 사고를 이해하는 접근 방식으로 활용한다. 한국에서는 정보 처리 분야의 전문 인력 양성을 위해 다양한 자격 및 시험 제도를 운영하고 있다.
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| 정보 처리 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 분야 | 인지 심리학, 신경 과학, 정보 이론 |
| 유형 | 인지 과정 |
| 관련 주제 | 기억, 학습, 문제 해결, 주의, 지각, 언어, 의사 결정 |
| 역사 및 이론 | |
| 초기 연구자 | 도널드 브로드벤트, 조지 밀러, 허버트 사이먼, 앨런 뉴얼 |
| 주요 이론 | 단계 모델 수준-처리 모델 연결주의 모델 |
| 정보 처리 단계 | |
| 감각 기억 | 감각 정보의 일시적 저장 |
| 단기 기억 | 제한된 용량과 지속 시간을 가진 기억 시스템 |
| 장기 기억 | 영구적이고 무제한적인 용량을 가진 기억 시스템 |
| 관련 개념 | |
| 부호화 (인코딩) | 정보를 기억 가능한 형태로 변환하는 과정 |
| 저장 | 부호화된 정보를 유지하는 과정 |
| 인출 (회상) | 저장된 정보를 검색하여 사용하는 과정 |
| 모델 | |
| 주요 모델 | AT 모델 바틀렛 스키마 이론 제안-검증 모델 |
| 관련 학문 분야 | |
| 관련 학문 분야 | 심리학 인지 과학 뇌 과학 컴퓨터 과학 신경망 |
2. 정의
정보 처리는 일반적으로 데이터를 의미 있는 정보로 변환하는 모든 과정을 지칭한다. 법률적으로 일본의 정보처리의 촉진에 관한 법률(쇼와 45년 법률 제90호) 제2조 제1항에서는 "정보 처리"란 컴퓨터를 사용하여 정보에 관하여 계산, 검색 기타 이에 준하는 처리를 행하는 것이라고 정의한다. 여기서 컴퓨터는 디지털 방식의 계수형 컴퓨터를 의미하며, 아날로그 컴퓨터는 제외된다.[6]
정보 처리는 '수직적' 또는 '수평적'일 수 있으며, 둘 다 '집중형' 또는 분산형일 수 있다. 1980년대 중반의 수평 분산 처리 방식은 연결주의라는 이름으로 인기를 얻었다. 연결주의 네트워크는 서로 다른 노드로 구성되며, "프라이밍 효과"를 통해 작동한다. 이는 "프라임 노드가 연결된 노드를 활성화할 때" 발생한다. 그러나 "의미 네트워크와 달리, 특정 의미를 갖는 것은 단일 노드가 아니라, 지식은 서로 다르게 활성화된 노드의 조합으로 표현된다."
정보 처리 방식을 설명하는 여러 모델 또는 이론이 제안되었다. 개인은 서로 다른 정보 처리 능력을 가지고 있기 때문에, 동일한 정보 부하에서도 개인마다 서로 다른 정보 과부하 지점을 갖는다.[8]
한국에서는 일본의 법률과 유사하게 정보 처리를 정의하며, 관련 법률 및 규정을 통해 정보 처리 산업을 육성하고 있다.
비슷한 단어로 영어 Computing영어 (컴퓨팅)이나, Data processing (종종 DP로 줄여 씀), 일본어의 "데이터 처리"가 있다. 정보 처리를 수행하는 시스템을 정보처리 시스템이라고 한다.
3. 유형
4. 모델 및 이론
일반적으로 정보 처리(Information Processing)는 관찰 가능한 형태의 정보 변화(처리)를 의미한다. 예를 들어, 컴퓨터는 디지털 정보를 종이 위의 문서라는 형식으로 변화시킨다. 정보의 잠재성이나 명시성은 모호도(송신 측 정보의 불확실한 정도), 산포도(수신 측이 받은 내용을 송신 측이 확인할 수 없는 불확실성), 전송 정보량(모호도에서 산포도를 뺀 양, 즉 유지된 정보량)으로 정의된다.
인지 심리학에서 정보 처리는 인간 사고 이해를 위한 접근 방식이다. 1940년대부터 1950년대에 사용되기 시작했으며, 인식을 뇌라는 "하드웨어" 위에서 "정신"이라는 "소프트웨어"가 작동하여 처리하는 것으로 간주한다. 이는 심리학에서의 인지주의나 철학에서의 기능주의와 밀접하게 관련되어 있다. 정보 처리는 순차적 모델, 병렬적 모델, 집중적 모델, 분산적 모델 등 다양한 형태로 나타날 수 있다. 1980년대 중반에는 병렬 분산 처리 모델이 커넥셔니즘으로 일반화되었다. 프리드리히 하이에크는 1950년대 초에 이미 뉴럴 넷의 원리를 제창한 과학자로 재조명되기도 한다.[8]
4. 1. 스턴버그의 삼원 지능 이론
스턴버그의 지능 이론은 창의적, 분석적, 실용적 능력의 세 가지 다른 구성 요소로 구성된다.[1] 창의성은 새롭고 독창적인 아이디어를 갖는 능력이며, 분석력은 사람이 아이디어가 좋은지 아닌지를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. "실용적 능력은 아이디어를 구현하고 다른 사람에게 그 가치를 설득하는 데 사용됩니다".[1] 스턴버그의 이론의 중심에는 인지가 있으며, 이와 함께 정보 처리가 있다. 스턴버그는 정보 처리가 메타 구성 요소, 수행 구성 요소, 지식 습득 구성 요소의 세 가지 다른 부분으로 구성된다고 말한다.[1] 이러한 프로세스는 상위 실행 기능에서 하위 기능으로 이동한다. 메타 구성 요소는 문제 계획 및 평가에 사용되는 반면, 수행 구성 요소는 메타 구성 요소의 순서를 따르고, 지식 습득 구성 요소는 문제를 해결하는 방법을 배운다.[1] 이 이론은 미술 프로젝트를 수행함으로써 설명할 수 있다. 먼저 무엇을 그릴지에 대한 결정, 계획, 스케치가 필요하다. 이 과정에서 프로세스에 대한 동시 모니터링과 원하는 성과를 내고 있는지 여부가 이루어진다. 이 모든 단계는 메타 구성 요소 처리에 해당하며, 수행 구성 요소는 예술 작품이다. 지식 습득 부분은 그림 실력 학습 또는 향상이다.
4. 2. 작업 기억 모델
작업 기억 모델은 정보 처리 과정을 설명하는 모델이다. 이 모델은 중앙 실행기, 음운 루프, 일화 버퍼, 시공간 스케치패드 등의 구성 요소로 이루어져 있다. 정보는 감각 기억, 단기 기억, 장기 기억의 세 단계를 거쳐 기억에 저장된다.[2]
중앙 실행기는 뇌의 비서와 같은 역할을 하며, 주의를 기울여야 할 정보와 반응 방식을 결정한다. 중앙 실행기는 세 가지 하위 섹션으로 나뉜다.
감각 등록기는 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각의 다섯 가지 감각을 통해 정보를 수집한다. 이 감각들은 출생 시부터 존재하며, 동시에 여러 감각을 처리할 수 있다. 감각 등록기는 큰 용량을 가지고 있지만, 정보는 1-3초 정도의 매우 짧은 시간 동안만 유지된다.
작업 기억(단기 기억)은 감각 기억보다 오래 정보를 저장할 수 있지만, 용량은 제한적이다. 린덴(Linden)에 따르면, 단기 기억의 용량은 "7±2"개 항목으로 추정되며, 이는 건강한 성인의 평균 숫자 범위가 약 7개라는 신경 심리학적 테스트 결과와 일치한다.[2] 정보는 5-20초 동안 유지되며, 의미에 기반한 이미지나 정보도 저장되지만 반복 학습되지 않으면 사라진다.
장기 기억은 잠재적으로 무제한의 용량을 가지며, 지속 시간은 무한하다. 지금까지 학습한 모든 정보가 저장되지만, 접근이 어려울 때도 있다.
4. 3. 피아제의 인지 발달 이론
장 피아제가 제안한 '피아제의 인지 발달 이론'은 인간이 정보를 처리하는 방식을 설명하는 접근 방식 중 하나이다.[3] 피아제는 발달과 성장을 바탕으로 자신의 모델을 개발했다. 그는 정보의 유형과 독특한 사고 과정을 특징으로 하는 연령대별로 4가지 단계를 구분했다. 4단계는 감각 운동기(출생~2세), 전조작기(2~6세), 구체적 조작기(6~11세), 형식적 조작기(11세 이상)이다. 감각 운동기 동안 신생아와 유아는 반사 작용으로 반응하는 정보 처리를 위해 감각에 의존한다. 전조작기 단계에서 아이들은 모방을 통해 배우며 다른 사람의 관점을 이해하지 못한다. 구체적 조작기는 논리를 사용하고 문제를 해결하기 위해 여러 요소를 고려하는 능력이 발달하는 것이 특징이다. 마지막 단계는 형식적 조작기로, 청소년과 사춘기 이전의 아이들은 추상적인 개념을 이해하기 시작하고, 논쟁과 반론을 만들 수 있는 능력을 개발한다.
또한, 청소년기는 생물학적, 인지적, 사회적 영역에서 일련의 변화가 나타나는 시기이다. 인지 영역에서 뇌의 전전두피질과 변연계는 중요한 변화를 겪는다. 전전두피질은 계획, 목표 및 전략 생성, 직관적 의사 결정, 메타인지(사고에 대한 사고)와 같은 복잡한 인지 활동에 관여할 때 활성화되는 뇌의 부분이다. 이는 피아제의 마지막 형식적 조작 단계와 일치한다.[4] 전전두피질은 청소년기에서 초기 성인기 사이에 완성된다. 변연계는 신경전달물질(예: 도파민)과 감정 수준의 변화에 따라 보상 민감도를 조절하는 뇌의 일부이다.
요컨대, 인지 능력은 우리의 발달과 생애 단계에 따라 달라진다. 성인 단계에서 우리는 청소년이나 어린이가 할 수 있는 것보다 더 나은 계획을 세우고, 추상적인 개념을 처리하고 이해하며, 위험과 이점을 더 적절하게 평가할 수 있다.
5. 한국의 정보 처리 관련 자격 및 시험
한국에서는 정보 처리 분야의 전문 인력을 양성하기 위해 다양한 자격 및 시험 제도를 운영하고 있다.
| 구분 | 명칭 | 주관 | 근거 법률 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| 국가 자격 | 정보처리산업기사 | 한국산업인력공단 | 국가기술자격법 | |
| 국가 자격 | 정보처리기사 | 한국산업인력공단 | 국가기술자격법 | |
| 국가 시험 | 정보처리기능사 | 한국산업인력공단 | 국가기술자격법 | |
| 민간 자격 | 정보처리기능검정시험 | 일본 정보 처리 검정 협회 | 주로 상업고등학교 학생 응시 | |
| 민간 자격 | 전상 정보 처리 검정 | 전국상업고등학교협회 | 주로 상업고등학교 학생 응시 | |
| 민간 자격 | 정보 처리 기술자 능력 인정 시험 | 주식회사 서티파이 | 주로 정보 처리 관계 전문학교 학생 응시, 정보처리기사의 전초전으로 간주 |
6. 관련 학술 분야
일본에서는 독립행정법인 정보처리추진기구(IPA)나 일반사단법인 정보처리학회(IPSJ) 등을 통해 정보 처리에 관한 행사나 연구 성과 발표 등이 이루어지고 있다. 또한 일본에는 국가시험으로 정보처리기술자시험도 마련되어 있으며, 정보 처리를 담당하는 인재 양성을 진흥하고 있다.[1]
정보 처리와 관련된 학술 분야로는 계산기과학, 정보과학, 정보학, 정보공학 등이 있다.[1]
참조
[1]
웹사이트
Definition of information processing
http://www.thefreedi[...]
Princeton University
2016-07-26
[2]
서적
The Psychology of Learning and Motivation
Academic Press
[3]
서적
Dictionary of Computing
https://archive.org/[...]
Oxford University Press
1997-12-11
[4]
서적
Encyclopedia of computer science
https://books.google[...]
Nature Pub. Group
[5]
웹사이트
情報処理学会50年誌 第1編 1章 1.1 より
http://www.ipsj.or.j[...]
[6]
문서
기계식 계산기와 구별하여 “전자식 계산기”를 “컴퓨터”로 하는 유행이 과거 일시기에 있었고, 그 때문에 기계식 아날로그 계산기에 대해 전자식 아날로그 계산기를 “아날로그 컴퓨터”라고 했던 적이 있었다. 어느 쪽이든 시대에 뒤떨어진 용어법이다. IC가 발달한 이후는 단순히 [[오페 앰프]]라고 불리고 최근에는 블랙박스적으로 취급되는 경우가 많지만, 진공관 시대에는 설계도 제조도 사용법도 대단한 장치였다.
[7]
표준
Cite jis
[8]
웹사이트
http://ikedanobuo.li[...]
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