블랙박스
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1. 개요
블랙 박스는 시스템의 내부 구조를 알 수 없거나, 고려하지 않고 입출력 관계만으로 시스템을 파악하는 개념을 의미한다. 전자 회로 이론, 사이버네틱스, 시스템 이론 등 다양한 분야에서 사용되며, 특히 기술의 복잡성 증가와 기술 유출 방지를 위해 기기 내부를 봉인하는 경우에도 적용된다. 또한, 항공기 사고 조사에 사용되는 비행 기록 장치와 조종실 음성 녹음 장치를 통칭하기도 하며, 수학 교육, 심리학, 암호학 등 여러 분야에서 모델 또는 도구로 활용된다.
"블랙 박스"라는 용어의 현대적 의미는 1945년경 영어에 들어온 것으로 보인다. 전자 회로 이론에서 전달 함수로부터 회로망 합성하는 과정은 전자 회로를 신호에 대한 응답으로 특징지어지는 "블랙 박스"로 간주하게 만들었는데, 이는 1941년에 자신의 아이디어를 가장 발전된 형태로 발표한 빌헬름 카우어에서 비롯되었다고 볼 수 있다.[3] 카우어는 이 용어를 사용하지 않았지만, 그를 따르는 사람들은 이 방법을 블랙 박스 분석이라고 묘사했다.[4] 비톨트 벨레비치[5]는 블랙 박스 개념을 더 일찍 언급하며, 1921년 프란츠 브라이시그가 블랙 박스로서의 2포트 회로망의 명시적인 사용을 언급했고, 그 이전에도 2단자 구성 요소가 암묵적으로 블랙 박스로 취급되었다고 주장한다.
시스템 이론에서 ''블랙 박스''는 ''자극 입력''과 ''출력 반응''의 관점에서만 볼 수 있는 구체적인 개방 시스템 클래스를 나타내는 추상화이다. 상자 구성과 구조는 고려 대상 접근 방식과 전혀 관련이 없으며 순전히 외부적이거나 현상학적이다. 즉, 시스템의 동작만 고려된다.[8]
2. 역사
사이버네틱스에서는 1956년 로스 애시비가 전체적인 설명을 제공했다.[6] 1961년 노버트 위너는 블랙 박스를 시스템 식별 기술을 사용하여 식별해야 하는 알려지지 않은 시스템으로 묘사했다.[7] 그는 자기 조직화의 첫 번째 단계가 블랙 박스의 출력 동작을 복사할 수 있는 것이라고 보았다. 1960년대에는 마리오 분게[8]와 같은 많은 다른 엔지니어, 과학자 및 인식론자들이 블랙 박스 이론을 사용하고 완벽하게 만들었다.
2. 1. 초기 역사
"블랙 박스"라는 용어의 현대적 의미는 1945년경 영어에 들어온 것으로 보인다. 전자 회로 이론에서 전달 함수로부터 회로망 합성하는 과정은 전자 회로를 신호에 대한 응답으로 특징지어지는 "블랙 박스"로 간주하게 만들었는데, 이는 1941년에 자신의 아이디어를 가장 발전된 형태로 발표한 빌헬름 카우어에서 비롯되었다고 볼 수 있다.[3] 카우어는 이 용어를 사용하지 않았지만, 그를 따르는 사람들은 이 방법을 블랙 박스 분석이라고 묘사했다.[4] 비톨트 벨레비치[5]는 블랙 박스 개념을 더 일찍 언급하며, 1921년 프란츠 브라이시그가 블랙 박스로서의 2포트 회로망의 명시적인 사용을 언급했고, 그 이전에도 2단자 구성 요소가 암묵적으로 블랙 박스로 취급되었다고 주장한다.
사이버네틱스에서는 1956년 로스 애시비가 전체적인 설명을 제공했다.[6] 노버트 위너는 1961년 블랙 박스를 시스템 식별 기술을 사용하여 식별해야 하는 알려지지 않은 시스템으로 묘사했다.[7] 그는 자기 조직화의 첫 번째 단계가 블랙 박스의 출력 동작을 복사할 수 있는 것이라고 보았다. 마리오 분게[8]와 같은 많은 다른 엔지니어, 과학자 및 인식론자들은 1960년대에 블랙 박스 이론을 사용하고 완벽하게 만들었다.
2. 2. 사이버네틱스와 시스템 이론
"블랙 박스"라는 용어의 현대적 의미는 1945년경 영어에 들어온 것으로 보인다. 전자 회로 이론에서 전달 함수로부터 회로망 합성하는 과정은 전자 회로를 신호에 대한 응답으로 특징지어지는 "블랙 박스"로 간주하게 만들었는데, 이는 1941년에 자신의 아이디어를 가장 발전된 형태로 발표한 빌헬름 카우어에서 비롯되었다고 볼 수 있다.[3] 카우어는 이 용어를 사용하지 않았지만, 그를 따르는 사람들은 이 방법을 블랙 박스 분석이라고 묘사했다.[4] 비톨트 벨레비치[5]는 블랙 박스 개념을 더 일찍 언급하며, 1921년 프란츠 브라이시그가 블랙 박스로서의 2포트 회로망의 명시적인 사용을 언급했고, 그 이전에도 2단자 구성 요소가 암묵적으로 블랙 박스로 취급되었다고 주장한다.
사이버네틱스에서는 1956년 로스 애시비가 전체적인 설명을 제공했다.[6] 노버트 위너는 1961년 블랙 박스를 시스템 식별 기술을 사용하여 식별해야 하는 알려지지 않은 시스템으로 묘사했다.[7] 그는 자기 조직화의 첫 번째 단계가 블랙 박스의 출력 동작을 복사할 수 있는 것이라고 보았다. 마리오 분게[8]와 같은 많은 다른 엔지니어, 과학자 및 인식론자들은 1960년대에 블랙 박스 이론을 사용하고 완벽하게 만들었다.
시스템 이론에서 ''블랙 박스''는 단순히 ''자극 입력''과 ''출력 반응''의 관점에서만 볼 수 있는 구체적인 개방 시스템 클래스를 나타내는 추상화이다.
''블랙 박스''에 대한 이해는 "설명 원리"를 기반으로 하며, 이는 ''입력''과 ''출력'' 사이의 인과 관계에 대한 가설이다. 이 원칙은 ''입력''과 ''출력''이 구별되며, 시스템이 관찰 가능한 (그리고 관련 있는) 입력과 출력을 가지고 있으며, 시스템이 관찰자에게 블랙 박스 (열 수 없음)라는 것을 명시한다.[9]
3. 시스템 이론
''블랙 박스''에 대한 이해는 "설명 원리"를 기반으로 하며, 이는 ''입력''과 ''출력'' 사이의 인과 관계에 대한 가설이다. 이 원칙은 ''입력''과 ''출력''이 구별되며, 시스템이 관찰 가능한 (그리고 관련 있는) 입력과 출력을 가지고 있으며, 시스템이 관찰자에게 블랙 박스 (열 수 없음)라는 것을 명시한다.[9]
3. 1. 관찰 기록
관찰자는 시간에 따라 관찰을 수행한다. ''블랙박스''의 입력과 출력에 대한 모든 관찰은 표로 작성할 수 있으며, 일련의 시간 동안 각 시간에서 ''상자''의 다양한 부분, 입력 및 출력의 상태가 기록된다. 따라서, 애쉬비의 예를 사용하여 비행접시에서 떨어진 상자를 조사하면 다음과 같은 프로토콜을 얻을 수 있다:[6]
| 시간 | 입력 및 출력 상태 |
|---|---|
| 11:18 | 아무것도 하지 않음—상자는 240 Hz에서 일정한 윙윙거리는 소리를 냈다. |
| 11:19 | K라고 표시된 스위치를 밀었음: 음이 480 Hz로 올라가서 일정하게 유지되었다. |
| 11:20 | 실수로 "!" 버튼을 눌렀음—상자 온도가 20°C 상승했다. |
| ... | 기타. |
따라서 모든 시스템은 근본적으로 시간별로 작성된 긴 프로토콜을 수집하여 조사되며, 입력 및 출력 상태의 시퀀스를 보여준다. 이를 통해 블랙박스(주어진 입력 및 출력)에서 얻을 수 있는 모든 지식은 프로토콜(''관찰 표'')을 다시 코딩하여 얻을 수 있는 지식과 같다는 근본적인 추론이 따른다. 그 모든 것, 그리고 그 이상은 없다.[6]
3. 2. 모델링
모델링 과정은 기존의 과거 데이터(관찰 테이블)를 사용하여 예측 수학 모델을 구축하는 것이다.[1]3. 3. 블랙박스 모델 테스트
개발된 블랙박스 모델은 블랙박스 테스트 방법을 통해[10] 관찰 가능한 요소만으로 모델의 유효성을 보장할 때 검증된 모델이다.블랙박스 모델을 테스트할 때는 항상 시간 외 데이터를 사용한다. 블랙박스 입력에 사용할 데이터를 가져오기 전에 기록해야 한다.
4. 기술 발전과 블랙박스화
오늘날의 기술 진보 과정에서는 다양한 것이 블랙박스가 될 수 있다.
4. 1. 가전제품의 블랙박스화
오늘날 대부분의 공업 제품은 일반 소비자에게 블랙박스라고 할 수 있다. 예를 들어 텔레비전 수상기의 경우, 일반 소비자 중 그 동작 원리를 이해하는 사람은 극히 드물다. 부품이 모두 갖춰져 있어도 텔레비전의 회로도를 읽고 조립할 수 있는 사람은 매우 드물다. 그러나 텔레비전 전원을 켜고 채널을 맞추는 것은 유아도 할 수 있다. 즉, 내용이나 구조를 알지 못하고 그 효과를 이용하므로 블랙박스라고 한다. 스마트폰, 태블릿, 컴퓨터도 대부분 블랙박스이다.텔레비전 설계를 전문으로 하는 기술자에게는 텔레비전 내부 구조가 상식이지만, 애니메이션 《고인돌 가족 플린스톤》에 나오는 "석기 텔레비전"처럼 "전혀 알려지지 않은 기구에 의해" 작동하는 장치는 현용 텔레비전 구조를 아는 기술자에게도 블랙박스이다.
오늘날에는 많은 전자 기기가 IC나 LSI와 같은 여러 기능을 제공하는 집적 회로(저항, 콘덴서, 트랜지스터 등으로 구성)가 수지 패키지로 밀봉되어 있어, 전문 기술자라도 대규모 집적 회로 내부 동작을 완전히 이해하는 사람은 제한적이다. 이는 집적 회로 설계 담당 기술자 외에는 내부 구조가 불분명하지만, 소정의 입력에 대해 일정한 동작을 수행하므로 "내부 구조는 고려되지 않는다"는 의미에서 블랙박스이다.
이러한 블랙박스화는 사용자의 이해도에 따라 다르지만, 과거에는 내부 구조가 단순하여 일반 사용자도 어느 정도 지식으로 수리가 가능했던 가전 제품이, 편리성 추구와 다기능화, 제조사의 차별화 전략으로 복잡해져, 사용자는 물론 전자 상가에서도 손을 쓸 수 없게 된 경위가 뚜렷하다.
4. 2. 계산기의 블랙박스화
일본의 계산기(전자식 탁상 계산기)는 기술 체계 변화에 따라 기존 기술이 블랙박스화된 대표적인 사례이다.계산기는 버튼으로 계산식을 입력하고, 내부 전자 회로를 통해 계산 결과를 화면에 표시하는 장치이다. 1960년대부터 계산기는 소형화, 저가격화가 빠르게 진행되어 널리 보급되었다. 이러한 상품화 과정에서 계산기는 이윤이 적은 평범한 상품이 되었다. 그 결과, 1990년대 후반부터 일본의 계산기 제조사들은 생산 거점을 해외로 이전하고, 현지에서 개발 기술자를 채용하여 해외에서 설계 및 제조를 하는 것이 일반화되었다.
이로 인해 일본 내에는 계산기보다 훨씬 복잡하고 고기능의 전자 회로를 설계할 수 있는 기술자는 있지만, 계산기처럼 단순한 전자 회로를 저소비 전력, 신뢰성, 저생산 비용 등의 요구 조건에 맞게 설계할 수 있는 기술자는 없어졌다는 이야기가 나올 정도였다. 이는 일본 내에서 계산기가 블랙박스화되었다고 볼 수 있는 현상이다.
잃어버린 기술로 만들어진 기계 장치는 블랙박스 중에서도 특히 해석하기 어렵다.
5. 소프트웨어와 블랙박스
일반 소비자에게 오늘날의 공업 제품 대다수는 블랙 박스라고 할 수 있다. 예를 들어 텔레비전 수상기의 경우, 일반 소비자 중 텔레비전 수상기의 동작 원리를 이해하는 사람은 극히 드물다. 부품이 모두 갖춰져 있더라도 텔레비전의 회로도를 읽고 텔레비전 수상기를 조립할 수 있는 사람은 매우 드물다. 그러나 텔레비전의 전원을 켜고 보고 싶은 프로그램의 채널을 맞추는 것은 유아도 할 수 있다. 즉, 내용이나 구조를 알지 못하고 그 효과를 이용하고 있으므로 이것을 블랙 박스라고 한다. 스마트폰, 태블릿 또는 컴퓨터와 같은 전자기기 또한 대부분 블랙 박스라고 할 수 있다.
반면, 텔레비전 수상기 설계를 전문으로 하는 기술자에게는 텔레비전의 내부 구조는 상식적인 지식이다. 그러나 애니메이션 《고인돌 가족 플린스톤》에 등장하는 "석기 텔레비전"처럼 "전혀 알려지지 않은 기구에 의해" 우연히 텔레비전 수상기와 같은 동작을 하는 장치는 현용 텔레비전의 구조를 아는 기술자에게도 블랙 박스이다.
오늘날에는 많은 전자 기기가 IC나 LSI와 같은 여러 기능을 제공하는 집적 회로(저항, 콘덴서, 트랜지스터 등으로 구성)가 수지 패키지로 밀봉되어 있어, 전문 기술자라도 대규모 집적 회로의 내부 동작을 완전히 이해하기는 어렵다. 이는 집적 회로의 설계를 담당하는 기술자 외에는 내부 구조가 불분명하지만, 소정의 입력에 대해 일정한 동작을 수행한다는 의미에서 블랙 박스이다.
이러한 복잡화와 고도화에 따른 블랙 박스화는 사용자의 이해도에 따라 다르지만, 과거에는 내부 구조가 단순하여 일반 사용자도 어느 정도 지식으로 수리가 가능했던 가전 제품이, 편리성 추구와 다기능화, 또는 제조사의 차별화 전략에 의해서 복잡해져, 사용자는 전자 상가에서도 손을 쓸 수 없게 되었다.
일반적으로 생각되는 블랙 박스의 개념은 위와 같지만, 오늘날의 기술 진보 과정에서는 다양한 것이 블랙 박스가 될 수 있다. 이 개념은 물리적인 기구를 가진 하드웨어에만 국한되지 않는다.
5. 1. API와 블랙박스
컴퓨터 프로그래밍 및 소프트웨어 공학에서 '''블랙 박스 테스트'''는 특정 입력을 받았을 때 프로그램의 출력이 예상대로인지 확인하는 데 사용된다.[19] "블랙 박스"라는 용어는 실제로 실행되는 프로그램을 조사하지 않기 때문에 사용된다.일반적으로 컴퓨팅에서, '''블랙 박스 프로그램'''은 사용자가 내부 작동 방식을 볼 수 없거나(아마도 폐쇄 소스 프로그램이기 때문에) 부작용이 없고 해당 기능 검토가 필요 없는 프로그램, 즉 재사용에 적합한 루틴을 의미한다. 또한 컴퓨팅에서 블랙 박스는 해당 공급업체의 제품을 사용하기 위해 공급업체가 제공하는 장비를 의미한다. 공급업체가 이 장비를 유지 관리하고 지원하는 경우가 많으며, 블랙 박스를 받는 회사는 일반적으로 관여하지 않는다.
초기 마이크로컴퓨터에서는 사용자가 직접 소프트웨어를 제작했지만, 오늘날의 PC 등 컴퓨터 사용자는 기성 소프트웨어를 사용하는 것이 일반적이며, 사용하는 소프트웨어의 내부를 이해하는 경우는 드물다. 즉, 소프트웨어에 관해서도 블랙박스화가 진행되고 있다고 할 수 있다.
이는 소프트웨어 개발자에게도 해당된다. 특히 상용 OS나 미들웨어가 응용 소프트웨어에 기능을 제공하기 위해 마련한 API군은 개발자에게 사양은 공개하지만 내부는 공개하지 않는 것이 일반적이다. 소스 코드를 공개하지 않은 소프트웨어의 내부 구조는 디스어셈블리라는 매우 고도의 기술을 가진 엔지니어가 엄청난 수고와 노력을 들여야만 달성할 수 있는 작업으로만 알 수 있다. Windows와 같은 거대한 소프트웨어의 전체 모습을 디스어셈블하는 것은 도저히 불가능하며, 상용 소프트웨어는 (기술 도용을 방지하기 위해) 사용 계약에 의해 디스어셈블리를 금지하는 것이 일반적이다.
한편 리눅스와 같은 오픈 소스 소프트웨어는 내부 구조도 공개하고 있지만, 그 내용이 방대하기 때문에 응용 소프트웨어 개발자가 이해하는 것은 시간적으로 어렵다. 애초에 API를 통해 소프트웨어의 기능을 이용하는 것만으로 충분하다면 굳이 내부의 상세한 내용을 알 필요는 없다. 결국, 상용·비상용을 불문하고, 상위 소프트웨어 개발자는 하위 소프트웨어를 블랙박스로 취급하는 데 차이가 없다.
이러한 API군은 공개된 사양대로 기능하는 한, 훌륭한 블랙박스라고 할 수 있다. 하위 소프트웨어가 API를 통해 블랙박스화됨으로써, 상위 소프트웨어 개발자는 하위 소프트웨어 및 하드웨어의 상세 내용을 이해하고, 그것들을 자신의 설계에 반영하는 노고에서 해방된다. 소프트웨어 발전의 역사는 이러한 추상화의 축적의 역사라고도 할 수 있다.
반대로 그러한 OS나 라이브러리의 API가 사양과 다른 동작을 하면, 이용하는 소프트웨어에게 매우 근본적인 버그의 원인이 될 수 있다. 이러한 경우는 드물지 않으며, 또한 시장에서 널리 이용되는 OS나 라이브러리의 버그를 수정하는 것은 어렵기 때문에, 응용 소프트웨어 개발자는 버그를 회피하여 API를 이용해야 할 필요에 직면하기도 한다.
한편 오픈 소스 소프트웨어의 경우, 응용 소프트웨어 개발자가 소스 코드를 읽고 내부 구조를 이해하여 버그를 수정하는 최종 수단을 취하는 것이 불가능하지는 않다. 하지만 현실적으로는, 그것을 할 수 있는 기술을 가진 기술자나, 그것에 필요한 시간을 할애할 수 있는 개발 조직은 제한되어 있다.
5. 2. 오픈 소스 소프트웨어와 블랙박스
컴퓨터 프로그래밍 및 소프트웨어 공학에서 ''블랙 박스 테스트''는 특정 입력을 받았을 때 프로그램의 출력이 예상대로인지 확인하는 데 사용된다.[19] "블랙 박스"라는 용어는 실제로 실행되는 프로그램을 조사하지 않기 때문에 사용된다.일반적으로 컴퓨팅에서 ''블랙 박스 프로그램''은 사용자가 내부 작동 방식을 볼 수 없거나(아마도 폐쇄 소스 프로그램이기 때문에) 부작용이 없고 해당 기능 검토가 필요 없는 프로그램, 즉 재사용에 적합한 루틴을 의미한다.
초기 마이크로컴퓨터에서는 사용자가 직접 소프트웨어를 제작했지만, 오늘날의 PC 등 컴퓨터 사용자는 기성 소프트웨어를 사용하는 것이 일반적이며, 사용하는 소프트웨어의 내부를 이해하는 경우는 드물다. 즉, 소프트웨어에 관해서도 블랙박스화가 진행되고 있다고 할 수 있다. 이는 소프트웨어 개발자에게도 해당된다.
특히 상용 OS나 미들웨어가 응용 소프트웨어에 기능을 제공하기 위해 마련한 API군은 개발자에게 사양은 공개하지만 내부는 공개하지 않는 것이 일반적이다. 소스 코드를 공개하지 않은 소프트웨어의 내부 구조는 디스어셈블리라는 매우 고도의 기술을 가진 엔지니어가 엄청난 수고와 노력을 들여야만 달성할 수 있는 작업으로만 알 수 있다. Windows와 같은 거대한 소프트웨어의 전체 모습을 디스어셈블하는 것은 도저히 불가능하며, 상용 소프트웨어는 (기술 도용을 방지하기 위해) 사용 계약에 의해 디스어셈블리를 금지하는 것이 일반적이다.
리눅스와 같은 오픈 소스 소프트웨어는 내부 구조도 공개하고 있지만, 그 내용이 방대하기 때문에 응용 소프트웨어 개발자가 이해하는 것은 시간적으로 어렵다. 애초에 API를 통해 소프트웨어의 기능을 이용하는 것만으로 충분하다면 굳이 내부의 상세한 내용을 알 필요는 없다. 결국, 상용·비상용을 불문하고, 상위 소프트웨어 개발자는 하위 소프트웨어를 블랙박스로 취급한다.
API군은 공개된 사양대로 기능하는 한, 훌륭한 블랙박스라고 할 수 있다. 하위 소프트웨어가 API를 통해 블랙박스화됨으로써, 상위 소프트웨어 개발자는 하위 소프트웨어 및 하드웨어의 상세 내용을 이해하고, 그것들을 자신의 설계에 반영하는 노고에서 해방된다. 소프트웨어 발전의 역사는 이러한 추상화의 축적의 역사라고도 할 수 있다.
반대로 그러한 OS나 라이브러리의 API가 사양과 다른 동작을 하면, 이용하는 소프트웨어에게 매우 근본적인 버그의 원인이 될 수 있다. 이러한 경우는 드물지 않으며, 또한 시장에서 널리 이용되는 OS나 라이브러리의 버그를 수정하는 것은 어렵기 때문에, 응용 소프트웨어 개발자는 버그를 회피하여 API를 이용해야 할 필요에 직면하기도 한다.
오픈 소스 소프트웨어의 경우, 응용 소프트웨어 개발자가 소스 코드를 읽고 내부 구조를 이해하여 버그를 수정하는 최종 수단을 취하는 것이 불가능하지는 않다. 하지만 현실적으로는, 그것을 할 수 있는 기술을 가진 기술자나, 그것에 필요한 시간을 할애할 수 있는 개발 조직은 제한되어 있다.
6. 기술 유출 방지를 위한 블랙박스화
블랙박스화는 기계의 복잡성 및 고도화, 간편한 사용을 목표로 자연스럽게 이루어지는 것 외에도, 외부인이 기술을 모방하거나 성능을 분석하지 못하도록 의도적으로 장치 내부를 볼 수 없도록 봉인하는 것을 포함한다.
특히 군사 분야에서 많이 찾아볼 수 있는데, 최신 기술이 적용된 무기가 적의 손에 넘어가면 모방되거나 대항 수단이 강구될 수 있고, 아군의 정보가 누설될 위험이 있다. 또한, 적국뿐만 아니라 무기를 수입하는 국가에 기술이 유출되는 것을 방지하고, 보안 관리 체제가 충분하지 않은 국가에서 정보가 유출되는 것을 막기 위한 목적도 있다. 중요 장비나 데이터가 들어있는 컴퓨터 등에는 봉인이 시행되거나, 자율 파괴 장치 또는 무리하게 분해를 시도하면 데이터가 삭제되는 장치 등이 내장되어 있다고 알려져 있다.[21]
6. 1. 군사 분야에서의 블랙박스화
블랙박스화는 기계의 복잡성 및 고도화, 간편한 사용을 목표로 자연스럽게 이루어지는 것 외에도, 외부인이 기술을 모방하거나 성능을 분석하지 못하도록 의도적으로 장치 내부를 볼 수 없게 봉인하는 것을 포함한다.특히 무기에서 많이 찾아볼 수 있다. 최신 기술이 적용된 무기가 적의 손에 넘어가면 모방되거나 대항 수단이 강구될 수 있고, 아군의 정보가 누설될 위험이 있다. 또한, 적국뿐만 아니라 무기를 수입하는 국가에 기술이 유출되는 것을 방지하고, 보안 관리 체제가 충분하지 않은 국가에서 정보가 유출되는 것을 막기 위한 목적도 있다. 중요 장비나 데이터가 들어있는 컴퓨터 등에는 봉인이 시행되거나, 자율 파괴 장치가 내장되거나, 무리하게 분해를 시도하면 데이터가 삭제되도록 되어 있다고 알려져 있다.
일본도 예외는 아니며, 미국으로부터 도입한 자위대의 비행기 등의 레이더 제어 장치, 소나 분석 시스템 등이 수입 후 봉인된 채 탑재되어 있다.
또한, 우주 개발 사업단이 초기에 미국에서 구매한 로켓 엔진 및 장치에 의존했던 시기가 있었는데, 중요한 장비는 구매와 함께 미국의 기술자가 와서 일본인이 장비를 만지거나 분해하지 않도록 감시하고, 해당 장비의 작업은 미국인 기술자의 손으로 이루어지도록 했다.[21]
그 외에도, 적절한 지위에 있는 사람 외에는 볼 수 없도록 봉인하거나, 수리를 위한 적절한 기술을 갖춘 사람이 아닌 경우 분해하지 못하도록 하는 봉인 등도 블랙박스라고 부르기도 한다.
6. 2. 우주 개발 분야에서의 블랙박스화
우주 개발 사업단이 초기에 미국에서 구매한 로켓 엔진 및 장치에 의존했던 시기가 있었는데, 중요한 장비는 구매와 함께 미국의 기술자가 와서 일본인이 장비를 만지거나 분해하지 못하도록 감시하고, 해당 장비의 작업은 미국인 기술자의 손으로 이루어지도록 했다.[21]7. 모델로서의 블랙박스
일반 소비자에게 오늘날의 공업 제품 대다수는 블랙 박스라고 할 수 있다. 예를 들어 텔레비전 수상기의 경우, 일반 소비자 중 텔레비전 수상기의 동작 원리를 이해하는 사람은 극히 드물다. 부품이 모두 갖춰져 있더라도 텔레비전의 회로도를 읽고 텔레비전 수상기를 조립할 수 있는 사람은 매우 드물다. 그러나 텔레비전의 전원을 켜고 보고 싶은 프로그램의 채널을 맞추는 것은 누구나 할 수 있다. 즉, 내용이나 구조를 알지 못하고 그 효과를 이용하고 있으므로 이것을 블랙 박스라고 한다. 스마트폰, 태블릿 또는 컴퓨터와 같은 컴퓨터도 대부분 블랙 박스라고 할 수 있다.[1]
텔레비전 수상기의 설계를 전문으로 하는 기술자에게는 텔레비전의 내부 구조는 상식이다. 그러나 애니메이션 《고인돌 가족 플린스톤》에 등장하는 "석기 텔레비전"처럼 "전혀 알려지지 않은 기구에 의해" 우연히 텔레비전 수상기와 같은 동작을 하는 장치는 현용 텔레비전의 구조를 아는 기술자에게도 블랙 박스이다.[1]
오늘날에는 많은 전자 기기가 IC나 LSI와 같은 여러 기능을 제공하는 집적 회로(내용은 전극으로 구성된 저항이나 콘덴서, 트랜지스터)가 수지 패키지로 밀봉되어 있다. 그래서 전문 기술자라도 대규모 집적 회로의 내부 동작의 세부 사항을 완전히 이해하고 있는 사람은 제한적이다. 이는 집적 회로의 설계를 담당하는 기술자 외에는 내부 구조는 불분명하지만, 소정의 입력에 대해 일정한 동작을 수행한다는 의미에서 블랙 박스이다.[1]
이러한 복잡화와 고도화에 따른 블랙 박스화는 그것을 다루는 사용자의 이해도에 따라 다르다. 과거에는 내부 구조가 단순했기 때문에 일반 사용자 중에서도 어느 정도의 지식으로 수리 등이 가능했던 가전 제품이, 편리성의 추구와 다기능화, 또는 제조사의 차별화 전략에 의해서 복잡해져, 사용자는 더욱 전자 상가에서도 손을 쓸 수 없게 되었다.[1]
7. 1. 생태계 모델링에서의 블랙박스
복잡한 계의 일부는 내부에 더 많은 구성 요소가 있고, 그들이 복잡한 상호 관계를 가지고 있어 해석이 어려운 경우가 있다. 이때 그들을 해석하는 것을 포기하고, 그 부분 전체의 입출력만 생각하는 경우가 있는데, 이것도 블랙박스의 한 종류이다.예를 들어, 생태계를 생각할 때, 미생물이 관여하는 부분은 항상 해석하기 어렵다. 미생물을 발견하고, 동정하며, 양을 파악하고, 그들의 작용을 파악하는 모든 단계에서 큰 어려움이 따르기 때문이다. 그래서 이들을 묶어서 처리하는 경우가 많다. 예를 들어 연못의 물을 일정량 채취하여 빛을 쬈을 때의 산소 발생량으로 식물 플랑크톤의 광합성량을 대표시키거나, 토양의 산소 소비량으로 토양 미생물의 호흡량으로 하는 방법이다. 또한, 영양 단계에서 미생물의 역할을 분해자로 하는 경우가 많지만, 실제로는 기생성이나 포식성 등의 미생물도 많아 전부를 분해자로 취급하는 것은 문제가 많다. 그러나 그들의 작용을 종합하여 죽은 유기물을 소비 분해하고 있다는 파악을 한 것이 "분해자"라는 표현이 되는 것이고, 이 역시 블랙박스화이다.
8. 기타 분야에서의 블랙박스
'''블랙박스 이론'''은 기능 면에서만 정의되는 이론이다.[11][12] 시스템 외관(블랙박스 외부) 사이의 관계는 조사하지만, 그 관계가 존재하는 이유(블랙박스 내부)를 설명하려는 시도는 없는 모든 분야에 적용될 수 있다. 뉴턴의 만유인력의 법칙은 블랙박스 이론으로 설명될 수 있다.[13]
조사는 즉시 명확한 특징이 없는 시스템에 초점을 맞추며, 즉각적인 관찰에서 숨겨진 내부에만 고려해야 할 요소가 있다. 관찰자는 처음에는 사용 가능한 데이터 대부분이 쉬운 조사가 불가능한 내부 상황에 보관되어 있으므로 무지한 것으로 가정된다. ''블랙박스'' 요소는 관찰 가능한 요소가 상상의 박스에 들어가고 서로 다른 출력 세트가 나타나는 시스템으로 특징지어진다.[14]
오늘날 대부분의 공업 제품은 일반 소비자에게 블랙박스라고 할 수 있다. 텔레비전 수상기를 예로 들면, 일반 소비자 중 텔레비전 수상기의 동작 원리를 이해하는 사람은 극히 드물다. 부품이 모두 갖춰져 있더라도 텔레비전 회로도를 읽고 조립할 수 있는 사람은 매우 드물다. 그러나 텔레비전 전원을 켜고 채널을 맞추는 것은 유아도 할 수 있다. 즉, 내용이나 구조를 알지 못하고 그 효과를 이용하고 있으므로 블랙박스라고 한다. 스마트폰, 태블릿, 컴퓨터도 대부분 블랙박스이다.
반면, 텔레비전 수상기 설계를 전문으로 하는 기술자에게는 텔레비전 내부 구조는 상식이다. 그러나 애니메이션 《고인돌 가족 플린스톤》에 등장하는 "석기 텔레비전"처럼 "전혀 알려지지 않은 기구에 의해" 우연히 텔레비전 수상기와 같은 동작을 하는 장치는 현용 텔레비전 구조를 아는 기술자에게도 블랙박스이다.
또한 오늘날에는 많은 전자 기기가 IC나 LSI와 같은 여러 기능을 제공하는 집적 회로(전극으로 구성된 저항, 콘덴서, 트랜지스터)가 수지 패키지로 밀봉되어 있어, 전문 기술자라도 대규모 집적 회로의 내부 동작 세부 사항을 완전히 이해하는 사람은 제한적이다. 이는 집적 회로 설계를 담당하는 기술자 외에는 내부 구조는 불분명하지만, 소정의 입력에 대해 일정한 동작을 수행, 즉 "내부 구조는 고려되지 않는다"는 의미에서 블랙박스이다.
이러한 복잡화와 고도화에 따른 블랙박스화는 사용자의 이해도에 따라 다르지만, 과거에는 내부 구조가 단순하여 일반 사용자도 어느 정도 지식으로 수리가 가능했던 가전 제품이, 편리성 추구와 다기능화, 제조사의 차별화 전략에 의해 복잡해져, 사용자는 전자 상가에서도 손을 쓸 수 없게 된 경위가 현저하다.
일반적으로 생각되는 블랙박스 개념은 위와 같지만, 오늘날 기술 진보 과정에서는 다양한 것이 블랙박스가 될 수 있다.
8. 1. 항공기의 블랙박스
항공기 사고 조사를 위해 여객기 등에 탑재되는 비행 기록 장치(FDR)와 조종실 음성 녹음 장치(CVR)를 말한다. 블랙박스라는 통칭은 추락 시의 충격과 열에 견딜 수 있도록, 또한 고의로 내용을 조작하여 사고 원인을 은폐하지 못하도록 엄중히 밀폐·봉인되어 있는 데서 유래한다. 색상은 검은색이 아니라 발견하기 쉽도록 빨간색이나 주황색의 내열 페인트가 칠해져 있다.8. 2. 함수 교육에서의 블랙박스
함수 교육 도구로 블랙박스가 사용되는 경우가 있다. 중학교에서 도입될 때는, 1개의 입력 X에 대해 1개의 출력 y가 나오는 것(1대1 대응)을 함수로 설명한다. 교구로서의 블랙박스(두꺼운 종이나 나무 상자)도 존재하며, 입력(종이나 플라스틱)한 것을 기계적으로 뒤집어 출력하고 있다.8. 3. 심리학과 행동주의
인문학 분야에서 블랙박스 이론은 마음 철학과 행동주의에서 사용되며, 소비자 행동 분석과 같이 마케팅 등 심리학적 요인을 설명하고 이해하는 데 적용된다.[15][16][17] 철학과 심리학에서 행동주의 학파는 인간의 마음을 블랙박스로 간주한다.[20]8. 4. 소비자 행동 분석
인문학 분야에서 블랙박스 이론은 마음 철학과 행동주의에서 소비자 행동 분석에 적용될 때 마케팅과 같은 분야의 심리적 요인을 설명하고 이해하는 데 사용된다.[15][16][17]8. 5. 암호학
암호학에서 영지식 증명과 같은 암호 프로토콜 실행을 통해 알고리즘이 얻은 지식의 개념을 포착하기 위해 사용된다. 프로토콜과 상호 작용할 때 알고리즘의 출력이, 특정 입력이 주어진 시뮬레이터의 출력과 일치하는 경우 입력만 알면 된다.참조
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[21]
문서
NHKプロジェクトX～挑戦者たち～ 第55回「激闘・男たちのH2ロケット」前編
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