'알고리즘이란 무엇인가?'를 전문가가 알기 쉽게 설명

PC가 등장하기 전부터 인간의 생활에 존재해 왔다는 알고리즘의 정체에 대해 컴퓨터과학 전문가를 취재한 IT계 뉴스사이트 Mashable가 알기 쉽게 해설하고 있습니다.

What is an algorithm?
https://mashable.com/article/what-is-an-algorithm/

What is an algorithm, anyway?

워싱턴대학에서 컴퓨터과학을 가르치고 있는 페드로 도밍고 교수는 Mashable의 취재에 대해 다음의 6가지 포인트로 나누어 알고리즘에 대해 설명합니다.

◆ 1 : 알고리즘은 '일련의 명령'
도밍고 교수에 따르면, 알고리즘의 정의는 '일련의 명령'이라는 것. 넓은 의미로는 '2 + 2를 구하는 방법', '케이크를 만드는 법', '헌법에 입각해 국가를 운영하는 방법' 등도 모두 알고리즘이지만, 일반적으로 'PC에 무엇을 해야할지 지시하는 일련의 명령'이라고 되어 있습니다.

전문 분야인 컴퓨터과학의 알고리즘에 대해 도밍고 교수는 "PC의 알고리즘은 매우 복잡합니다. 덧셈도 몇 줄의 텍스트로 정의된 알고리즘이라고 할 수 있지만, PC의 알고리즘은 경우에 따라서는 수백만 행에 달할 수 있습니다"라고 말합니다.

◆ 2 : PC가 등장하기 훨씬 전부터 인류는 알고리즘을 사용했다
위와 같이 현대에서는 PC에 대한 컨텍스트에서 주로 사용되는 알고리즘이지만, 그 역사는 PC보다 훨씬 길어, 고대 바빌로니아에서 초기 농경 사회를 관리하는 계산에까지 거슬러 올라갈 수 있다고 합니다.

PC가 발명되기 전부터 알고리즘이 존재했다는 것에 대해 도밍고 교수는 "알고리즘을 실행하기 위해서는 PC가 필요하지 않습니다. 알고리즘은 인간이 수행할 수 있기 때문이다"고 말했다.

20세기 중반에 PC가 등장하여 군대가 이동하면서 포격하기 위한 계산에 PC를 도입한 것을 시작으로, 알고리즘은 급여 계산 및 날씨를 예측하는 계산 등의 용도로 주목을 끌게 됩니다. 그런 현대의 알고리즘의 전환기가 된 것이 Google의 등장입니다.

Google을 창업한 래리 페이지 씨와 세르게이 브린 씨는 검색 엔진에 페이지 순위라는 알고리즘을 내장했습니다. 이 페이지 랭크는 검색어와 사이트의 관련성뿐만 아니라 그 사이트가 얼마나 링크되어 있는지 등에서 웹페이지의 평판 등을 대규모로 평가할 수 있다는 점에서 획기적인 것이었습니다.

◆ 3 : 현대에는 여기저기에 알고리즘이 존재한다
PC와 인터넷의 보급에 따라 알고리즘은 생활 곳곳에서 볼 수 있게 되었습니다. 예를 들어, 개인화된 Facebook의 뉴스피드, Amazon이 상품을 사용자에게 조언하기 위한 구조도 알고리즘으로 이루어져 있습니다.

도밍고 교수에 따르면, 식기세척기가 세척모드에서 건조모드로 전환하는 타이밍과 자동차에 의한 연료 소비와 공급의 계산, 디지털 애니메이션 영화가 인물의 그림자를 현실 그대로 재현하는 방법 등 실로 다양한 것들이 알고리즘을 기반으로 하고 있습니다.

"우리가 PC나 인터넷을 사용할 때 거기에는 확실히 알고리즘이 참여하고 있습니다. 최근에는 온갖 것에 알고리즘이 참여하고 있습니다.'라고 도밍고 교수는 말합니다.

◆ 4 : 알고리즘과 기계학습
기술의 진보에 따라 모양을 바꾸어 온 알고리즘은 인공지능(AI)의 일종인 기계학습의 등장으로 더욱 새로운 변화를 맞이하고 있습니다. PC에 명령을 하기 위한 알고리즘은 프로그래머에 의해 매우 세세하게 쓰여져 있습니다. 이것을 음식 요리법에 비유하면 먼저 양파는 무엇인지를 정의하고, '양파를 다진 후 볶는다' 같은 단계를 하나씩 지시하고 있는 것과 같습니다.

그러나 요리에 익숙한 사람이라면 요리법에 '황갈색의 양파'라고 쓰여져 있는 것을 보는 것만으로 스스로 생각하고 양파를 볶을 수 있습니다. 마찬가지로, 기계학습을 통해 교육함으로써 PC는 자체 알고리즘을 개발하고 목표를 달성할 수 있습니다.

도밍고 교수는 "PC는 인간에게 프로그래밍되는 대신 자신을 프로그래밍하는 법을 학습하게 됩니다. 이것은 매우 강력합니다. 왜냐하면 인간의 개입이 거의 필요하지 않으면서 매우 복잡한 알고리즘을 생성할 수 있기 때문입니다"고 말합니다.

◆ 5 : 알고리즘은 결코 완벽하지 않다
PC에 익숙하지 않은 사람은 '알고리즘은 완벽한 것'이라고 생각하기 쉽지만, 도밍고 교수는 "알고리즘은 인간과 같은 결함이 숨어있습니다"라고 지적합니다.

그 큰 요인 중 하나가 '편견'입니다. 인간과 달리 기계학습을 이용한 알고리즘은 편견이 없다고 생각하기 쉽지만, 현실은 그 반대로 학습에 사용된 데이터에 편견이 포함되었을 경우 바이어스는 더욱 공고히 되어버린다고 합니다.

예를 들어, 미국의 의료시스템은 인종에 대한 정보가 포함되어 있지 않았지만, 시스템이 참조하는 의료비의 데이터가 한쪽으로 치우쳐 있었기 때문에 결과적으로 인종 편견을 제거하는 것이 불가능할 정도로 인종 차별이 발생했던 것이 문제가 되었습니다.

◆ 6 : 그래도 알고리즘은 세상을 바꿀 힘을 가지고 있다
도밍고 교수는 "인터넷과 소셜미디어 등 우리가 당연하다고 생각하는 것들은 모두 알고리즘 없이는 존재하지 않았던 것"이라고 지적합니다. 비록 완벽한 것은 아니라도 알고리즘은 세상을 바꿀 힘이 있다는 견해를 나타냅니다.

게다가 도밍고 교수는 "과거 산업혁명이 수공업에 일으킨 변화를, 현대의 알고리즘은 두뇌 노동에 일으키려고 하고 있습니다. 즉, 알고리즘은 지성의 자동화라고 합니다. 그리고 알고리즘이 공정하게 될지, 치우친 것이 될지, 유익한 것이 될지, 해로운 것이 될지 여부는 우리에게 달려있습니다"라고 말하며 알고리즘의 설명을 마무리합니다.