두단식 승강장

고속버스나 시외버스 터미널에 가 보면 행선지별로 여러 개의 플랫폼이 있다. 승객은 자기 목적지에 해당하는 플랫폼까지 걸어서 이동한 후, 그 플랫폼에 딱 90도 수직으로 들어와 있는 버스에 탑승한다. 철도역과는 달리, 버스 터미널은 버스를 타기 위해서 계단을 오르내릴 필요가 없어서 좋다.

그런데 철도역 중에도 아주 일부는 버스 터미널처럼 생긴 게 있다. 철도역이 근본적으로 계단이 존재하는 이유는 선로는 역의 앞뒤를 끝없이 관통하고 있는데 거기를 수직으로 교차하는 게 불가피하기 때문이다.
그러나 선로의 한쪽이 막혀서 더 진행하지 않는 시종착역이라면, 선로와 접객 시설이 굳이 교차하지 않아도 되므로 계단이나 육교나 지하도 따위가 없이 ‘바로타’를 실현할 수 있다.

이런 형태의 열차 승강장을 ‘두단식 승강장’이라고 한다. 이것은 어떤 노선의 시종착역이 가질 수 있는 특성 중 하나이다. 이건 물론 상대식이나 섬식 같은 선로와 승강장 배치 방식과는 약간 다른 개념이다. 이런 역에서는 승강장의 한쪽 길이에 맞춰서 선로도 정확하게 끝이 나 버리고, 선로가 끊어진 쪽의 공간을 이용해 승객이 계단 없이 다른 쪽 플랫폼을 마음대로 왕래할 수 있다.

그러나 이런 두단식 승강장 내지 선로는 승객에게는 편하지만 열차 운영자의 관점에서는 그리 좋은 디자인이 아니다.
우리나라 지하철들의 시종착역을 보면, 종점이라고 해서 선로가 곧바로 끝나는 구조가 아니다. 굳이 연장 계획이 수립된 노선이 아니라 할지라도 앞으로 더 진행해서 열차 한 편성 정도가 더 들어갈 수는 있는 공간이 있다. (요즘은 스크린도어 때문에 앞을 들여다보기가 어렵긴 하지만 말이다)

이 공간은 괜히 만들어 놓은 게 아니며, ‘인상선’이라고 한다. 한 방향(가령 상행)에서 운행을 마친 열차는 더 전진하여 인상선으로 진입하여 운행 시격을 맞추기 위해 대기하고 있다가, 시간이 되면 거기서 맞은편 선로로 분기하여 새로 운행을 시작한다.

이런 인상선이 없는 노선이라면, 열차는 그 종착역에 진입하기 전에 미리 진행 방향을 바꿔서 들어가야 한다. 시종착 열차를 받아들이는 회차 용량이 감소하며, 인상선 여유 공간이 없기 때문에 열차는 더욱 조심스럽고 천천히 승강장에 진입해야 한다. 조금만 승강장을 벗어나도(overrun) 탈선이 발생하니까.

이런 이유로 인해 일반적으로 철도를 건설할 때는, 비록 시종착역이라 해도 인상선을 확보해 놓지, 선로를 승강장 길이에 맞춰 칼같이 끊지는 않는 게 관행이다. 특히 일본이나 영국처럼 역사 깊은 철도 종주국이 아니라 한 박자 뒤에 철도를 도입한 한국에서는 두단식 승강장을 보기가 대단히 어렵다.

현재 국내에는 다음 역들이 두단식 승강장이다. 왠지 다들 서쪽에 몰려 있다는 점이 흥미롭다.

목포, 여수엑스포: 다들 영남이 아닌 서쪽 호남 지방에 있는 호남선과 전라선의 종점이며, 목포의 경우 우리나라 최서단에 있는 역이다. 여수 역은 처음엔 안 이랬다가 리모델링을 거치면서 두단식이 되었다.

인천: 지하철 매니아들에게는 진작부터 잘 알려진 유명한 두단식 승강장이다. 바다와 항구가 코앞이니 수도권 서쪽으로 최고 끝임.

사용자 삽입 이미지

개화(서울 지하철 9호선): 김포공항까지 제치고 서울에서 최고 서쪽에 있는 지하철역이다. 서울 시내에서 스크린도어가 없는 유일한 지하철역인 건 덤. 두단식인 데다 역의 번호도 통상적인 910이나 하다못해 909도 아니고, 대놓고 901로 지정되어, 9호선 개화 역 쪽은 연장 가능성이 전혀 없음을 인증했다.

지하철 덕후라면 잘 알겠지만 1990년대 중후반엔 서울 지하철 2호선이 당산 철교를 부수고 재건하느라 고리가 잠시 끊어졌으며, 지상 고가이던 당산 역이 잠시 두단식 승강장으로 바뀐 적이 있었다. 이때도 당산 역은 본선의 역 중에서는 상당히 서쪽 끝자락에 있었다는 게 흥미롭다. 한국 철도에서 두단식 승강장은 여러 모로 서쪽과 인연이 있는 것 같다.

Posted by 사무엘

2012/06/19 08:25 2012/06/19 08:25
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C/C++, 자바, C# 비교

전산학의 초창기이던 1950년대 후반엔 프로그래밍 언어의 조상이라 할 수 있는 코볼, 포트란 같은 언어가 고안되었다. 그리고 이때 범용적인 계산 로직의 기술에 비중을 둔 알골(1958)이라는 프로그래밍 언어가 유럽에서 만들어졌는데, 이걸 토대로 훗날 파스칼, C, Ada 등 다양한 언어들이 파생되어 나왔다.

이때가 얼마나 옛날이냐 하면, 셸 정렬(1959), 퀵 정렬(1960) 알고리즘이 학술지를 통해 갓 소개되던 시절이다. 구현체는 당연히 어셈블리어.;; 그리고 알골이 도입한 재귀호출이라는 게 함수형 언어가 아닌 절차형 언어에서는 상당히 참신한 개념으로 간주되고 있었다. 전산학의 역사를 아는 사람이라면, 컴퓨터를 돌리기 위해 프로그래밍 언어가 따로 만들어진 게 아니라, 프로그래밍 언어를 구현하기 위해 컴퓨터가 발명되었다는 걸 알 것이다.

알골 자체는 시대에 비해 언어 스펙이 너무 복잡하고 막연하기까지 하며, 구현체를 만들기가 어려워서 IT 업계에서 실용적으로 쓰이지 못했다. 그러나 후대의 프로그래밍 언어들은 알골의 영향을 상당히 많이 받았으니 알골은 가히 프로그래밍 언어계의 라틴어 같은 존재로 등극했다.

물론, 그로부터 더 시간이 흐른 오늘날은 알골의 후예에 속하는 언어인 C만 해도 이미 라틴어 같은 전설적인 경지이다. 중괄호 블록이라든가 C 스타일의 연산자 표기 같은 관행은 굳이 C++, 자바, C# 급의 언어 말고도, 자바스크립트나 PHP처럼 타입이 엄격하지 않고 로컬이 아닌 웹 지향 언어에도 그런 관행이 존재하니 말이다.

C가 먼저 나온 뒤에 거기에 OOP 속성이 가미되어 C++이라는 명작/괴작 언어가 탄생했다. C가 구조화 프로그래밍을 지원하는 고급 언어에다가 어셈블리어 같은 저급 요소를 잘 절충했다면, C++은 순수 OOP 개념의 구현보다는 역시 OOP 이념을 C 특유의 성능 지향 특성에다가 적당히 절충을 잘 했다. 그래서 C++이 크게 성공할 수 있었다.

잘 알다시피 C/C++은 모듈이나 빌드 구조가 컴파일 지향적이며, 거기에다 링크라는 추가적인 작업을 거쳐서 네이티브(기계어) 실행 파일을 만드는 것에 아주 특화되어 있다.

번역 단위(translation unit)라고 불리는 개개의 소스들은 프로그래밍에 필요한 모든 명칭들을 텍스트 형태의 다른 헤더 파일로부터 매번 include하여 참조한 뒤, 컴파일되어 obj 파일로 바뀐다.
한 번역 단위에서 참조하는 외부 함수의 실제 몸체는 어느 번역 단위에 있을지 알 수 없다. 어차피 링크 때 링커가 모든 obj 파일들을 일일이 뒤지면서 말 그대로 연결을 하게 된다.

이 링크를 통해 드디어 실행 파일이나 라이브러리 파일이 최종적으로 만들어진다. 실행 파일은 대상 운영체제가 인식하는 실행 파일 포맷을 따라 만들어지지만 static 라이브러리는 그저 obj들의 모음집일 뿐이기 때문에 lib 파일과 obj 파일은 완전히 같지는 않아도 내부 구조가 크게 차이가 나지 않는다.

이런 일련의 컴파일-링크 계층이 C/C++을 로컬 환경에서의 매우 강력한 고성능 언어로 만들어 주는 면모가 분명 있다. 또한 197, 80년대에는 컴퓨터 자원의 한계 때문에 원천적으로 언어를 그런 식으로 설계해야 하기도 했다.
그러나 오늘날은 대형 프로젝트를 진행할 때 C/C++의 그런 디자인은 심각한 비효율을 초래하기도 한다. 내가 늘 지적하듯이 C보다도 특히 C++은 안습할 정도로 빌드가 너무 느리고 생산성이 떨어진다.

그에 반해 자바는 문법만 살짝 비슷할 뿐 디자인 철학은 C++과는 완전히 다른 언어이다. 잘 알다시피 자바는 의도하는 동작 환경 자체가 native 기계어가 아니라 플랫폼 독립적인 자바 가상 기계이다. 컴퓨터 환경이 발달하고 웹 프로그래밍이 차지하는 비중이 커진 덕분에 이런 발상이 나올 수가 있었던 셈이다.

모든 자바 프로그램은 무조건 1코드, 1클래스이며(단, 클래스 내부에 또 다른 클래스들이 여럿 있을 수는 물론 있음), 심지어 소스 파일 이름과 클래스 이름이 반드시 일치해야 한다. 클래스가 곧 C/C++의 ‘번역 단위’와 강제로 대응한다. 그리고 컴파일된 자바 소스는 곧장 컴파일된 바이트코드로 바뀌며, 이것이 자바 VM이 있는 곳이라면 어디서나 돌아가는 실행 파일(EXE)도 되고 라이브러리(DLL, OBJ)도 된다. 물론, 여러 라이브러리들의 집합체인 JAR이라는 포맷도 따로 있기도 하고 말이다.

클래스 내부에 public static void main 메소드(멤버 함수)만 구현되어 있으면 곧장 실행 가능하다. C++은 C와의 호환을 위해 시작 함수가 클래스 없는 일반 main으로 동일하게 지정돼 있는 반면, 자바는 global scope이 존재하지 않고 모든 명칭이 클래스에 반드시 소속돼 있어야 하기 때문에 그렇다. javac 명령으로 소스 코드(*.java)를 컴파일한 뒤, java 명령으로 컴파일된 바이트코드(*.class)를 실행하면 된다.

다른 모듈을 끌어다 쓸 때도 import로 바이너리 파일을 곧장 지정하면 되니, 텍스트 파싱이 필요한 C++의 #include보다 효율적이다. 번거롭게 *.h와 *.lib (그리고 심지어 *.dll까지)를 일일이 따로 구비할 필요 없다.

요컨대 자바는 C++에 비해 굉장히 많은 자유도와 성능을 제약한 대신, C++보다 훨씬 더 손이 덜 가도 되고 빌드도 훨씬 빨리 되고 프로젝트 세팅도 월등히 더 간편하게 되게 만들어졌다. 함수 호출 규약, 인라이닝 방식, C++ symbol decoration, 링크 에러, CRT의 링크 방식, link-time 코드 생성 최적화 같은 온갖 골치 아프고 복잡한 개념들이 자바에는 전혀 존재하지 않는다.
C++이 벙커에 시즈 탱크에 터렛과 마인 등, 손이 많이 가는 테란이라면, 자바는 프로토스 정도는 되는 것 같다.

자바는 하위 호환성을 고려하지 않은 새로운 언어를 만든 덕분에 디자인상 깔끔한 것도 있지만, 상상도 못 할 편리함을 실현하기 위해 성능도 C++ 사고방식으로는 상상도 못 할 정도로 많이 희생한 것 역시 사실이다. 이는 단순히 메모리 garbage collector가 존재하는 오버헤드 이상이다.

그래서 요즘은 자바 바이트코드를 언어 VM이 그때 그때 실시간으로 네이티브 코드로 재컴파일하여, 자바로도 조금이라도 더 빠른 속도를 내게 하는 JIT(just in time)기술이 개발되어 있다. 비록 이 역시 한계가 있을 수밖에 없겠지만 한편으로는 구조적으로 유리한 점도 있다.

컴파일 때 모든 것이 결정되어 버리는 C++ 기반 EXE/DLL은 사용자의 다양한 실행 환경을 예측할 수 없으니 보수적인 기준으로 빌드되어야 한다. 그러나 자바 프로그램의 경우, VM만 그때 그때 최신으로 업데이트하여 최신 CPU의 명령이나 병렬화 테크닉을 쓰게 하면 그 혜택을 모든 자바 프로그램이 자동으로 보게 된다. 물론 C++로 치면 cout이 C의 printf보다 코드 크기가 작아지는 경지에 다다를 정도로 컴파일러가 똑똑해져야겠지만 말이다.

자바 얘기가 길어졌는데, 다음으로 C#에 대해서 좀 살펴보기로 하자.
C# 역시 네이티브 코드 지향이 아니라 닷넷 프레임워크에서 돌아가는 바이트코드 기반인 점, 복잡한 링크 메커니즘을 생략하고 C++의 지나치게 복잡한 문법과 모듈 구조를 간소화시켰다는 점에서는 자바와 문제 접근 방식이 같다.

단적인 예로, 클래스를 선언하면서 멤버 함수까지 클래스 내부에다 정의를 반드시 집어넣게 한 것, 그리고 생성자 함수의 호출이 수반되는 개체의 생성은 반드시 new를 통해서만 가능하게 한 것은 컴파일러와 링커가 동작하기 상당히 편하게 만든 조치이다. 이는 자바와 C#에 공통적으로 적용된다.

다만 C#은 자바처럼 엄격한 1소스 1클래스 체계는 아니며, 빌드 결과물로 엄연히 일반적인(=윈도우 운영체제가 사용하는 PE 포맷 기반인) EXE와 DLL이 생성된다. 물론 내부엔 기계어 코드가 아닌 바이트코드가 들어있지만 말이다.

C# 역시 클래스 내부에 존재하는 static void Main가 EXE의 진입점(entry point)이 된다. 그러나 C#은 자바 같은 1소스, 1클래스, 1모듈 구조가 아니기 때문에 여러 클래스에 동일한 static void Main이 존재하면 컴파일러가 어느 것을 진입점으로 지정해야 할지 판단할 수 없어서 컴파일 에러를 일으킨다. 링크나 런타임 에러가 아님. 진입점을 별도의 컴파일러 옵션으로 따로 지정해 주거나, Main 함수를 하나만 남겨야 한다.

여담이지만, C#의 진입점 함수는 자바와는 달리 첫 글자 M이 대문자이다. 전통적으로 자바는 첫 글자를 소문자로 써서 setValue 같은 식으로 메소드 이름을 지어 온 반면, 윈도우 세계는 그렇지 않기 때문이다(SetValue).
그리고 C#의 Main은 굳이 public 속성이 아니어도 된다. 어차피 진입점인데 접근 권한이 무엇이면 어떻냐는 식의 발상인 것 같다.

닷넷 실행 파일이 사용하는 바이트코드는 자바와 마찬가지로 기계 독립적인 구조이다. 그러나 그것의 컨테이너라 할 수 있는 윈도우 운영체제의 실행 파일 포맷(PE)은 여전히 CPU의 종류를 명시하는 필드가 존재한다. 그리고 32비트와 64비트에서 필드의 크기가 달라지는 것도 있다. 이것은 기계 독립성을 추구하는 닷넷의 이념과는 어울리지 않는 구조이다. 그렇다면 닷넷은 이런 상황을 어떻게 대처하고 있을까?

내가 테스트를 해 본 바로는 플랫폼을 ‘Any CPU’라고 지정하면, 해당 C# 프로그램은 명목상 그냥 가장 무난하고 만만한 x86 껍데기로 빌드되는 듯하다.
작정하고 x64 플랫폼을 지정하고 빌드하면 헤더에 x64 CPU가 명시된다. 뒤에 이어지는 바이트코드는 어느 CPU에서나 동일하게 생성됨에도 불구하고, 그 프로그램은 x86에서는 실행이 거부되고 돌아가지 않게 된다.

그러니, 64비트 네이티브 DLL의 코드와 연동해서 개발되는 프로그램이기라도 하지 않은 이상, C# 프로그램을 굳이 x64용으로 제한해서 개발할 필요는 없을 것이다. 다만, x86용 닷넷 바이너리는 관례적으로 닷넷 런타임인 mscoree.dll에 대한 의존도가 추가되는 반면 x64용 닷넷 바이너리는 그런 게 붙어 있지 않다. 내 짧은 생각으론, 64비트 바이너리는 32비트에서 호환성 차원에서 넣어 줘야 했던 잉여 사항을 생략한 게 아닌가 싶다.

DLL에 기계 종류와 무관한 리소스나 데이터가 들어가는 일은 옛날부터 있어 왔지만, 닷넷은 코드조차도 기계 종류와 무관한 독립된 녀석이 들어가는 걸 가능하게 했으니 이건 참 큰 변화가 아닐 수 없다. 네이티브 쪽과는 달리 골치 아프게 32비트와 64비트를 일일이 신경 쓸 필요가 없고, 한 코드만으로 x86(-64) 계열과 ARM까지 다 커버가 가능하다면, 정말 어지간히 하드코어한 분야가 아니라면, 월등한 생산성까지 갖추고 있는 C#/자바 같은 개발 환경이 뜨지 않을 수 없을 것 같다. C++과 자바, C#을 차례로 비교해 보니 그런 생각이 들었다.

Posted by 사무엘

2012/06/16 19:37 2012/06/16 19:37
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※ 프로세서 정보 얻기

현재 컴퓨터의 CPU 아키텍처 종류를 얻는 대표적인 함수는 GetSystemInfo이다. SYSTEM_INFO 구조체의 wProcessorArchitecture 멤버의 값을 확인하면 된다.
그런데, 64비트 컴퓨터에서 64비트 운영체제를 실행하고 있더라도 32비트 프로그램은 언제나 이 값이 0, 즉 32비트 x86이 돌아온다. 이는 호환성 차원에서 취해진 조치이다. 기존의 32비트 x86용 프로그램은 새로운 API를 쓰지 않으면 자신이 64비트 x64에서 돌아가고 있다는 걸 까맣게 모르며, 전혀 알 수 없다.

자신이 돌아가고 있는 환경이 진짜 x64인지 확인하려면 GetNativeSystemInfo라는 새로운 함수를 써야 한다. 이건 Windows가 최초로 x64 플랫폼을 지원하기 시작한 윈도우 XP에서 추가되었다. 이 함수가 존재하지 않는 운영체제라면 당연히 64비트 환경이 아니다.

64비트 프로그램이라면 그냥 기존의 GetSystemInfo만 써도 x64를 의미하는 9가 돌아온다. GetNativeSystemInfo는 동일한 코드가 32비트와 64비트로 컴파일되더라도 모두 정확한 동작을 보장한다는 차이가 존재할 뿐이다.

또한, 같은 64비트라도 아이테니엄(IA64) 환경에서는 기존 GetSystemInfo도 32비트 x86 프로그램에서 아키텍처를 x86이라고 속이지 않고 정확하게 IA64라고 알려 준다. 왜냐하면 IA64는 x86과는 명백하게 다른 환경이기 때문에 다르다는 걸 알려 줄 필요가 있기 때문이다. 뭐, 지금은 IA64는 완전히 망했기 때문에 일반인이 접할 일이 없겠지만 말이다.

※ 시스템 메모리 정보 얻기

메모리 양을 얻는 전통적인 함수는 GlobalMemoryStatus이다.
그러나 32비트 프로그램이라도 현재 컴이 64비트 운영체제를 사용하여 램이 4GB보다 많이 있는 걸 제대로 감지해서 표시하려면, 윈도우 2000에서 새로 추가된 GlobalMemoryStatusEx 함수를 써야 한다.

그리고 빌드되는 실행 파일의 헤더에 large address aware 플래그가 켜져 있어야 한다. 비주얼 C++ 기준 Linker → System → Enable Large Addresses를 yes로 지정해 주면 된다. 64비트 플랫폼에서는 이 값이 기본적으로 yes이지만, 32비트 플랫폼에서는 기본값이 no이다.
large address aware이 켜져 있지 않으면 32비트에서는 사용 가능한 가상 메모리가 아예 4GB가 아닌 2GB로 반토막이 난 채 표시된다. 포인터의 최상위 1비트를 비워 준다.

그리고 64비트 바이너리에 대해서는 사용 가능한 가상 메모리의 양이야 언제나 있는 그대로 운영체제가 알려 주지만, 해당 바이너리에 이 플래그가 없으면, 운영체제는 아예 상위 32비트를 비워 줘서 DLL 같은 걸 LoadLibrary해도 언제나 32비트 영역 안에서만 주소를 잡는다. 포인터까지 4바이트짜리 int와 구분 없이 작성된 구식 코드들의 64비트 포팅을 수월하게 해 주기 위한 조치이다.

참고로 64비트 전용 프로그램이라면 Ex 대신 기존의 GlobalMemoryStatus만 써도 괜찮다. 받아들이는 구조체의 크기가 int가 아니라 SIZE_T이기 때문에, 32비트 플랫폼에서는 32비트이지만 64비트 플랫폼에서는 자동으로 64비트가 설정되기 때문이다. Ex 함수는 플랫폼의 비트 수에 관계없이 숫자의 크기가 언제나 64비트 크기를 보장해 줄 뿐이다.

※ 32비트 프로그램이 지금 내가 64비트 운영체제에서 동작하고 있는지 감지하기

딱 그 목적을 위해 IsWow64Process라는 함수가 있다. 이것 역시 윈도우 XP 이상에서 추가되었다.

※ 윈도우 시스템 디렉터리에 접근하기

64비트 운영체제는 잘 알다시피 시스템 디렉터리가 64비트용과 32비트용으로 두 개 존재한다.
32비트와 64비트 프로그램에 관계없이 GetSystemDirectory는 언제나 C:\Windows\system32를 되돌린다.
그리고 윈도우 XP에서 추가된 GetSystemWow64Directory라는 함수가 있어서 역시 32비트와 64비트에 관계없이 C:\Windows\SysWow64를 되돌린다. 다만, 운영체제 자체가 64비트가 아닌 32비트 에디션이라면, 후자의 함수는 에러를 리턴한다.

그러니 의외로 이 함수는 플랫폼에 관계없이 절대적으로 같은 결과를 되돌리는 듯한데, 문제는 64비트 운영체제는 32비트 프로그램에 대해 시스템 디렉터리를 기본적으로 redirection한다는 것이다. 즉, 64비트 운영체제는 32비트 프로그램이 C:\Windows\System32를 요청한다고 해도 SysWow64의 내용을 보여주지 진짜 64비트용 시스템 디렉터리의 내용을 보여주지 않는다.

만약 32비트 기반으로 응용 프로그램 설치 관리자나 파일 유틸리티 같은 걸 만들 생각이어서 진짜로 64비트 시스템 디렉터리에 접근을 하고 싶다면, 운영체제에다 별도의 함수를 호출해서 요청을 해야 한다. 그래서 처음에는 Wow64EnableWow64FsRedirection라는 함수가 추가되었다. 이걸로 잠시 예외 요청을 한 뒤, 내가 할 일이 끝난 뒤엔 다시 설정을 원상복귀해야 했다. 왜냐하면 64비트 시스템 디렉터리에 접근 가능하게 해 놓은 예외 동작을 그대로 방치하면, 나중에 다른 32비트 모듈들이 32비트 시스템 디렉터리에 접근하지 못하게 되기 때문이다.

그런데 MS에서는 함수 디자인을 저렇게 한 것을 후회하고, 위의 함수의 기능을 Wow64DisableWow64FsRedirection과 Wow64RevertWow64FsRedirection 쌍으로 대체한다고 밝혔다. MSDN을 읽어 보면 알겠지만, 64비트 접근 여부 설정치를 마치 stack처럼 다단계로 저장했다가 다시 원상복귀를 더 쉽게 할 수 있게 만들려는 의도이다.

※ Program Files 디렉터리에 접근하기

64비트 운영체제는 응용 프로그램 디렉터리도 64비트용과 32비트용이 두 개 존재한다.
운영체제가 사용하는 특수 디렉터리의 위치를 얻어 오는 함수의 원조는 SHGetSpecialFolderPath이며, 이것은 윈도우 운영체제의 셸의 구조가 크게 바뀌었던 인터넷 익스플로러 4 시절에 처음 도입되었다. 그때는 특수 디렉터리들을 CSIDL이라는 그냥 정수 ID로 식별했다.

그랬는데 윈도우 비스타부터는 이 함수의 역할을 대체하는 SHGetKnownFolderPath라는 함수가 추가되었고, 이제는 식별자가 아예 128비트짜리 GUID로 바뀌었다. 문자열 버퍼도 구닥다리 260자짜리 고정 배열 포인터를 받는 게 아니라, 깔끔하게 별도의 동적 할당 형태가 되었다.

64비트 운영체제에서 64비트 프로그램은 64비트와 32비트용 Program Files 위치를 아주 쉽게 얻어 올 수 있다. 32비트를 가리키는 식별자가 따로 할당되어 있기 때문이다. 그러나 32비트 프로그램이 64비트 운영체제의 64비트 위치를 얻는 것은 위의 두 함수로 가능하지 않다. SpecialFolder 함수는 64비트만을 가리키는 식별자 자체가 없으며, KnownFolder함수도 32비트 프로그램에서 FOLDERID_ProgramFilesX64 같은 64비트 식별자를 사용할 경우 에러만 돌아오기 때문이다.

32비트 프로그램이 64비트 Program Files 위치를 얻는 거의 유일한 공식적인 통로는 의외의 곳에 있다. 바로 환경변수이다.

::ExpandEnvironmentStrings(_T("%ProgramW6432%\\"), wt, 256);

위의 환경변수를 사용한 코드는 32비트와 64비트에서 동일하게 64비트용 Program Files 위치를 되돌려 준다.


결론

이렇듯 32비트에서 64비트로 넘어가면서 윈도우 API의 복잡도와 무질서도는 한층 더 높아졌음을 우리는 알 수 있다. 가능한 한 급격한 변화와 단절을 야기하지 않으면서 새로운 기능을 조심스럽게 추가하려다 보니 지저분해지는 건 어쩔 수 없는 귀결이다.

프로그램 배포 패키지를 32비트 exe 하나만 만들어서 64비트와 32비트 플랫폼에서 모두 쓸 수 있게 하면 좋을 것 같다. 32비트 플랫폼에서는 32비트 바이너리만 설치되고, 64비트 플랫폼에서는 비록 32비트 EXE라도 64비트 프로그램 디렉터리들을 모두 건드릴 수 있어야 한다. 그런 프로그램을 만들려면 이 글에서 언급된 테크닉들을 모두 알아야 할 것이다. 설치 프로그램이니 UAC 관리자 권한이 필요하다는 manifest flag도 내부적으로 넣어 주고 말이다.

아, 그러고 보니, 윈도우 9x 시절에는 시스템 디렉터리가 16비트와 32비트로 나뉘어 있지도 않았다. NT 계열로 와서야 system과 구분하기 위해서 system32가 별도로 생기긴 했지만, 16비트용 시스템 디렉터리의 위치를 얻는 별도의 API는 존재하지 않았으며, 사실 필요하지도 않았다. 16비트 프로세스는 이제 NTVDM 밑에서 돌아가는 완전 고립된 별세계로 전락했기 때문이다.

Posted by 사무엘

2012/06/14 08:22 2012/06/14 08:22
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남극 탐험 -- 下

아문센이 선택한 경로는 스콧이 선택한 경로보다 남극점에 96km 정도, 즉 서울-천안 정도의 거리만치 더 가까운 경로였지만, 완전히 새로운 길을 개척해서 가는 것이었다. 스콧의 경로는 선배 탐험가인 어니스트 섀클턴이 갔던 경로와 동일했다. 거기에다 아문센은 스콧보다 출발도 열흘 정도 더 일찍 했다.
아문센은 1등에 대한 압박 때문에 더 일찍 출발하려 시도를 했지만 역시 맹추위와 준비 미숙 때문에 포기하고 되돌아온 적도 있었다. 그렇잖아도 아문센은 북극점을 먼저 정복하려 했는데 선두를 미국인에게 빼앗겨서 조바심이 난 상태였기 때문이다.

참고로 섀클턴은 스콧보다 먼저 남극 탐험을 갔지만, 준비 미숙과 물자로 부족으로 인한 실패를 인정하고 북극점을 약 150km 정도 앞둔 지점에서 미련 없이 진행을 포기하고 되돌아온 사람이다. 그 대신 모든 대원들이 생환하는 데 성공했다.

아문센은 남극점을 빨리 찍고 돌아온다는 그 목표에만 집중하여 대원들도 전부 항해 측량술을 알고 스키를 능숙하게 탈 줄 알며 혹한 환경에서의 생존 능력이 뛰어난 베테랑들로 뽑았다. 그러나 스콧은 겸사겸사 학술 탐사에도 큰 비중을 둬서 대원 중엔 과학자들도 있었다. 군인보다는 민간인을 선호했던 셈. 스콧은 그 힘든 와중에도 죽는 마지막 순간까지 남극에서 채취한 광물을 16kg치나 갖고 보관하고 있었다.

아문센은 북극 원주민들로부터 노하우를 전수받은 대로 남극에 갈 때도 물이 스며들지 않는 두꺼운 가죽옷을 입었고, 짐을 싣는 썰매는 개들을 이용해 운반했다. 현지에서도 수시로 바다표범들을 사냥해서 식량을 비축했고, 탐험 중에도 효용이 떨어진다 싶으면 가차없이 개들을 잡아먹고 심지어 잡은 개고기를 다른 개에게 사료로 주기도 했다.

그러나 스콧은 원주민들이나 입는 가죽옷을 저속하다고 거부하고 개고기도 안 먹었으며, 현지에서의 사냥 역시 할 생각을 않았다. 개나 말이 죽으면 잡아먹기는커녕 묻어서 장례를 치러 줬을 정도이니! 모든 물자는 대영제국에서 조달하는 것만으로 충당하려 했던가 보다. 그러나 영국제 모직물 코트는 옷이 물에 젖고 얼면서 ‘망했어요’ 상태가 되었다.

이들은 개 대신 조랑말과 스노우모빌(설상차)을 활용했는데, 말은 평범한 환경에서야 개보다 먹는 양에 비해 큰 수송력을 제공하는 게 사실이지만 별도의 사료를 챙겨 가야 하며 개들보다 추위에 훨씬 취약했고 잘못해서 크레바스에 빠지기라도 하면 답이 없었다. 스노우모빌은 매서운 추위와 험악한 지형에서 무용지물로 전락했으며, 후원사로부터 지원받은 막대한 양의 통조림도 얼어서 안 따지거나 심지어 터지기 일쑤였다.

영국이 자랑하던 자본력과 당대의 과학 기술은 남극에서만은 그들이 한낱 피지배민 루저로 치부하던 원주민들의 생활 노하우를 앞설 수 없었다.

아문센은 1911년 10월 20일부터 그 해 12월 14일까지 55일 동안 거의 1300km에 달하는 거리를 이동한 끝에 남극점에 도달하는 데 성공했다. 매일 23~24km씩 진행한 셈. 남극점 주변엔 그 어떤 인간의 흔적도 없었으니 그들이 1등을 한 게 확실했다.

아문센은 영국인들이 한 근성을 하기 때문에 스콧 팀도 아마 며칠 안으로 남극점에 곧 도착할 거라고 생각했다. 그러나 스콧 팀이 도착한 것은 그로부터 34일이나 지난 이듬해 1월 17일이었다. 출발 시기가 열흘이 차이가 나고 거리 차이가 100km 정도 났으니 두 주~보름 정도의 간극은 자연스럽지만 한 달이 넘게 차이가 났다는 건 스콧 팀이 시스템적인 비효율로 인해 진행도 더뎠음을 의미한다.

그들은 이미 하루 전인 16일부터 무수한 개들과 썰매 자국을 발견했다. 그리고 남극점에 다다르니 거기엔 역시나 노르웨이 깃발과 함께 천막이 만들어져 있었고, 약간의 물자와 쪽지가 적혀 있었다. 쪽지에 적힌 글은 대략 다음과 같은 요지였다고 한다.

“존경하는 스콧 대장님, 우리가 먼저 남극점에 도착한 듯합니다. 만약 우리가 살아서 귀환하지 못한다면 대장님께서 이 쪽지를 본국으로 전달해서 우리에 대한 증거로 삼아 주시면 좋겠습니다. 그리고 식료품과 털옷을 좀 남겨 놓고 가니, 필요하면 부담 갖지 말고 사용하시기 바랍니다.
대장님의 무사 귀환을 빕니다. 아문센 올림”


아문센은 라이벌을 배려해서 정말 정중하고 대인배스러운 행동을 한 것이었지만, 이 문구는 스콧에게는 가히 자존심을 건드리고 비수를 꽂는 대목이 아닐 수 없었다. 실제로 스콧 팀은 물자가 부족해서 추위와 굶주림에 시달리면서도 아문센이 남긴 보급 물자는 거들떠보지도 않았다. 이것은 현명하지 못한 선택이었다.

아문센 팀은 1월 25일에 자기네 베이스 캠프로 무사히 귀환했다. 갔던 길의 역순으로 그대로 돌아오는 것이었고, 귀환이 42일이 걸렸으니 55일이 걸린 출발보다 기간이 두 주 정도 더 단축됐다.

그러나 개도, 말도, 설상차도 없이 터덜터덜 허탈하게 귀환하던 스콧 팀에게는 이제부터 재앙이 시작되었다. 귀환을 시작한 지 한 달이 경과한 2월 17일인데 이들은 거의 반밖에 진행을 못 했다. 그리고 이때 팀원 중 지질학자인 에드가 에반스가 가장 먼저 혼수 상태에 빠졌다가 목숨을 잃었다. 그는 이미 몇 번 추락 사고를 당해서 뇌진탕과 폐렴 증세로 인해 건강이 몹시 안 좋던 상태였다.

그리고 그로부터 또 한 달이 경과하여 3월 17일이 되었다. 귀환 60일째이고 전체 경로의 70% 정도는 완주한 시점이었다. 대원 중 로렌스 오츠는 발에 심한 동상을 입어서 이미 괴저가 발생하고 거의 걸을 수가 없는 지경이 되어 있었다. 그는 대원들이 자신을 부축하고 자신과 보조를 맞추느라 귀환이 지체되고 있는 걸 알았으며, 제발 자기를 버리고 먼저 가라고 간청했다. 그러나 스콧은 그렇게 하지 않았다.

이에 오츠는 그 날 저녁, “대장님, 밖에 좀 나갔다가 오겠습니다”란 말을 남기고는 불편한 발을 이끌고 눈보라가 휘몰아치는 캠프 밖으로 절뚝거리며 나갔고, 그 길로 자취를 감춰 버렸다. 그는 시신조차도 영영 발견되지 않았다. (눈보라가 얼마나 지독했으면, 눈에 찍힌 발자국조차 이내 사라졌던가 보다.) 스콧은 오츠가 일부러 죽음을 택했다는 걸 눈치 채고, 그가 영국 신사다운 최후를 맞이했다고 슬퍼하는 한편으로 그를 칭송했다.

그러나 이런 오츠의 살신성인도 나머지 세 명을 궁극적으로 살리지는 못했다. 살인적인 악천후 때문에 3월 19일자 캠프에서 스콧 일행은 더 나아가질 못하고 1주일이 넘게 고립되었다. 베이스 캠프까지는 약 200km쯤 남았기 때문에(이미 1000km를 넘게 이동했고, 다 와 감) 저 기간 동안 조금만 더 분발했으면 근처의 보급 기지에도 도착했을 것이고, 베이스 캠프에까지 살아서 돌아갈 가능성은 충분했을 터이나 그들은 그럴 수 없었다.

남극에 무슨 생각으로 물을 끓여야 하는 번거로운 홍차를 가져갔는지 모르겠다. 식료품과 연료는 이미 다 떨어졌고 홍차는 생잎을 뜯어먹어야 했다. 그러다가 3월 29일, 나머지 대원인 에드워드 윌슨과 헨리 바우어즈가 극심한 추위와 굶주림, 어둠, 절망으로 인한 기력 소진 때문에 목숨을 잃었고, 가장 마지막으로 탐험대장인 스콧도 같은 캠프 안에서 사망했다. 그의 일기장에 죽은 두 대원에 대한 언급도 있기 때문에 스콧이 가장 나중에 죽은 것으로 여겨진다.

익사나 추락사처럼 단번에 훅 간 게 아니라 마치 성냥팔이 소녀처럼 굉장히 처절하고 비참하게 죽은 셈이다. 스콧 일행의 시신은 그로부터 무려 8개월 뒤에 남극에 여름이 다시 찾아왔을 때 미국의 탐사대에 의해 발견되었다.

자, 다음 그림은 아문센(빨간색)과 스콧(초록색)의 남극 탐험 경로를 정리한 것이다. (출처: 영문 위키백과)

사용자 삽입 이미지

영국에서는 영국 신사의 기품을 지키면서 남극에서 장렬히 산화한 스콧을 애국자와 영웅으로 열렬히 치켜세우고 떠받드는 한편으로, 어쨌든 1등을 해 버린 아문센을 헐뜯고 잡아먹지 못해 안달이었다. 한때는 아예 대놓고 역사를 왜곡하여 스콧이 먼저 남극점에 도착했다고 가르치기까지 하다가, 국제 사회로부터의 조롱과 비웃음을 한몸에 받고서야 슬쩍 시정했다.

영국이 이런 데서 은근히 찌질한 짓도 좀 했다. 영국인 중에서 양심껏 소신껏 아문센을 지지하고 그의 업적을 인정한 사람은 스콧의 롤모델 탐험가이던 섀클턴 정도가 고작이었다. 어니스트 섀클턴은 이 글에서는 많이 다루지 않지만, 아폴로 13호 같은 ‘성공적인 실패’를 기적적으로 이룩한 덕분에 이 양반 역시 아문센만큼이나 전설이 아니라 레전드급인 위대한 탐험가로 역사에 남아 있다. 관심 있으신 분은 찾아 보기 바란다.

콩진호, 콩라인-_- 같은 예외를 빼면, 세상 역사에서 2등은 정말 너무 가혹하다 싶을 정도로 기억에 남지 못하는 게 통념이다. 허나, 남극에서만큼은 영국의 저런 집요한 로비로 인해 각종 시설물에 꼭 ‘스콧-아문센’ 브랜드가 심심찮게 남아 있다.

남극의 정복자 아문센은 거의 60년 뒤에 달에 갔다 온 닐 암스트롱만큼이나 세계의 영웅으로 등극하였고 곳곳에서 강연 요청이 쇄도했다. 노르웨이 국내에서야 물어 보면 잔소리. 지금 한국으로 치면 김 연아, 안 철수 급의 유명인사가 되었다. 듣보잡 빈곤국이던 노르웨이의 위상을 그만치 끌어올린 사람이 역사상 누가 있었겠는가?

아문센은 교통 덕후여서 이 탐사 후에도 활발히 탐험 활동을 하였으며, 특히 20세기 초는 항공기 기술이 개발되던 시기인지라 남극을 아예 비행선으로 횡단하기도 했다. 그러다 1928년에 비행선 사고로 인해 행방불명되는 걸로 최후를 맞이했다.

훗날 냉전 시절에 미국과 소련이 우주 개발 경쟁을 할 때도 인공위성을 먼저 띄우고 달에 사람을 먼저 보내려고 기싸움이 엄청 벌어지긴 했다. 그러나 우주 개발은 전적으로 자본력과 기술에 의해 승패가 기울었으며, 다행히 우주 공간에서 실종되거나 죽은 사람도 없다. 또한, 소련은 자기네 연구 과정을 워낙 폐쇄적으로 공개를 잘 안 하기도 했고 말이다. 그래서 아문센과 스콧에 필적하는 드라마틱한 이야기도 없는 듯하다.

Posted by 사무엘

2012/06/11 19:39 2012/06/11 19:39
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남극 탐험 -- 上

인류 역사상 인간이 지구 밖으로 제일 멀리 나간 여행은 1970년의 아폴로 13호이다. 정말 다행스럽게도 세 명의 승무원이 모두 살아서 돌아오긴 했지만 예상치 못한 폭발 때문에 계획이 틀어진 후 승무원과 관제 센터 직원들은 가히 피 말리는 시간을 보냈으며, 특히 승무원들은 갈증과 추위에 떨면서 엄청난 고생을 해야 했다.

지구에서 가장 높은 산은 8848m(현재는 더 높아져서 8850이라고도 하는데)의 높이를 자랑하는 에베레스트 산이며, 인간이 역사상 최초로 공식적으로 등반 후 생환에 성공한 것은 1953년의 에드먼드 힐과 텐징 노르게이의 공동 등반이다.

지구에 있는 모든 산들은 높아 봤자 대류권의 영역을 벗어나지 않으며, 대류권에서는 고도가 1km 상승할수록 온도는 대략 6.4도 정도 떨어진다. 그래서 이런 높은 산들은 일년 내내 기온이 영하이고 눈이 녹지 않는 만년설 지대이다.
또한 해발 고도가 5천 m 정도 되면 기압도 해수면의 절반 정도로 떨어지고, 에베레스트 산의 정상 무렵에서는 아예 1/3기압이 된다. 물은 100도보다 낮은 온도에서 끓기 때문에 밥을 지어도 쌀이 잘 익지 않으며, 산소도 덩덜아 부족하기 때문에 비숙련자는 조금 걷기만 해도 지표면에서 100미터 전력질주를 한 것처럼 헉헉 숨이 차게 된다고 한다.

에베레스트 산 정도면 지형이 그렇게 험하지 않으며(특히 이웃의 콩라인 K2에 비해서) 인지도도 압도적이고, 덕분에 등산로도 개척될 대로 개척되어 있어서 찾는 사람이 연간 수백여 명에 달한다. 그래서 인근의 네팔은 등산료와 관광 수입을 톡톡히 챙기고 있다고 한다. 지금은 잘 알다시피 심지어 산소통 없이 등반한 사람까지 나왔다. 그러나 세계의 지붕인 이런 산들은 오늘날에도 만만한 곳이 아니어서 날씨가 험악할 때는 입산할 수 없으며, 해마다 최소한 국내의 철길 건널목 사망자 정도만치는 산에 오르다 죽는 사람이 꼭 나온다고 한다.

한편, 지구에서 가장 깊은 바다는 필리핀의 근처에 있는 마리아나 해구 중에서도 더욱 아래에 11034m의 깊이를 자랑하는 비티아즈 해연이다. 1957년에 이곳을 발견한 구소련의 탐사선 비티아즈 호에서 유래된 이름이다. 이 탐사선이 그렇다고 해연의 밑바닥까지 다 내려가 본 건 아니고, 일정 수준 이상의 깊이부터는 그냥 초음파만으로 깊이를 측정한 거라고. 실제로 거기 밑바닥까지 내려간 건 1960년에 미국에서 트리에스테-II 호가 해냈다.

일반 비행기가 공기 때문에 성층권도 못 벗어나고 한없이 높게 뜰 수는 없듯, 일반적인 잠수함들 역시 의외로 깊게 못 들어간다. 겨우 대륙붕 정도의 깊이밖에 못 들어가고 최첨단 핵잠수함도 500~700m 정도의 수심이 한계라고 한다. 군사 목적으로도 더 깊게는 들어갈 필요도 없고, 어차피 그 깊이 안에서 더 오래 머무르는 것만이 목적이니까 말이다. 더 깊게 들어가려면 그 용도로 특별히 제작된 심해 잠수정을 써야 한다.

1만 미터 정도의 수심에서 물체가 받는 압력은 무려 1천 기압. 1㎠당 8톤의 힘이 가해져서 주변에 있는 모든 것을 으스러뜨릴 것만 같은 살인적인 압력이다. 수심이 10미터 깊어질 때마다 대략 1기압이 증가하며(참고로 금성의 표면의 대기압이 90~95기압. 덜덜~) 덩달아 빛도 적어져서 어두워진다. 그래서 어느 수심과 압력 이상부터는 그야말로 암흑천지가 된다. 태양열이 닿지 않으니 수온 역시 영하급이다.

심해 잠수정은 실용성은 포기한 채 최대한 둥글고 작고 단단하게 만들어졌고, 트리에스테 호는 무거운 추를 잡고 가라앉은 뒤, 그 추를 바다에 버리고 다시 떠 올라오는 방법을 썼는데, 그때는 기술상의 한계로 20분 남짓밖에 못 머무르고 다시 올라와야 했다. 그러다가 타이타닉 호의 제작자인 제임스 카메론 감독이 거의 반세기 만에 비티아즈는 아니고 챌린저 해연이라고 만만찮게 깊은 밑바닥을 2012년 지난 3월 말에 탐사한 바 있다.

우주나 심해 탐사는 아무래도 전적으로 기계에 의존하지 않을 수 없다.
그러나 고산 등정은 성격이 약간 다르다. 극소수의 연구원이 최첨단 기계에 탑승해서 탐험하는 형태가 아니라 목적지를 직접 발로 걸으면서 탐험하며, 물자를 보급하는 보조 staff의 숫자도 아주 많다. 마치 영화 한 편이 배우들에 의해서만 만들어지는 게 아니듯이 말이다.

오늘날은 마음만 먹으면 항공기로 금방 에베레스트의 정상에 오를 수 있는데 왜 그렇게 힘들게 산을 오르냐는 질문은, 이건 마치 상대방을 쓰러뜨리려면 권총을 쓰면 되는데 뭣 하러 무술을 연마하냐 하는 식의 우문우답이 될 듯하다.

지구에 저런 높은 산 말고 또 남아 있는 혹독한 미지의 환경으로는 사막과 극지방이 있다. 이 중 사막은 제끼고, 지구의 자전을 느낄 수 없는 두 꼭지점인 북극점과 남극점은 18세기~19세기 초 사이에 탐험계의 성배로 여겨져 왔다. 그 당시 인류 최초로 북극점을 정ㅋ벅ㅋ한 사람은 미국의 로버트 피어리로 알려져 있었다(1909년 4월. 훗날 그건 오류로 판명되긴 했지만). 그리고 남극점을 정복한 사람은 잘 알다시피 그 이름도 유명한 노르웨이의 로알 아문센이다(1911년 12월).

산이나 해저나 우주 같은 다른 곳에 비해서는 비교적 일찍 정복된 영역이지만, 두 극점 중에서 남극점에는 다른 미지의 영역에는 없는 특이한 역사가 존재한다. 그때는 노르웨이의 아문센 팀과 영국의 로버트 스콧 팀이 남극점을 먼저 찍으려고 경쟁 중이었으며, 궁극적으로는 유럽의 듣보잡 빈민국에 불과했던 노르웨이가 물자가 월등히 더 풍부했던 대영제국을 누르고 압도적인 1등을 차지했기 때문이다.

게다가 아문센 팀은 1등을 했을 뿐만 아니라 한 명도 죽거나 다치지 않고 무사히 돌아와서(개들만 약 40마리쯤 죽었음;;) 국제적인 영웅이 된 반면, 스콧 팀은 그렇잖아도 1등 자리를 빼앗기고 우울하게 돌아오는 길에 며칠째 혹독한 눈보라 때문에 조난을 당해서 스콧 포함 5명의 팀원들이 추위와 굶주림 속에 모조리 목숨을 잃고 말았다.

두 팀의 결말이 이렇게 극과 극으로 달라진 것에는 단순히 운(날씨)보다 훨씬 더한 차이가 존재했다. 아주 간단히 요약하자면, 아문센은 원주민들의 노하우를 받아들여 극도로 최적화와 현지화를 잘 해 간데 반해 스콧은 남극 탐험을 너무 낭만적으로 생각했으며 쓸데없는 곳에서 괜히 명분과 품위만 따지다가 참혹한 낭패를 당했다. 다음 글에서는 이 사람들 얘기를 좀 해 보겠다.

Posted by 사무엘

2012/06/09 19:25 2012/06/09 19:25
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1.

수학에서 원주율 pi와 자연상수 e는 가장 유명하고 친근한 상수임이 틀림없다. 이들은 유리수를 계수로 가지는 대수방정식의 근이 되지 않는 초월수임이 증명되어 있고, 이들의 정의나 다른 특성에 따라 값을 구하는 식이 여럿 존재한다.

pi = 4(1/1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + 1/9 ... )
e = lim (1 + 1/n )^n (n → 무한대)

pi의 저 공식은 정말 이보다 더 쉬울 수 있을까 싶을 정도로 너무 깔끔하고, 저게 도대체 파이와 어떻게 관계가 있을까 하는 생각이 들기도 한다. 사실, 저것은 arctan(tan의 역함수) 함수의 테일러 급수에다가 1을 대입하여 얻은 식이다. 45도일 때 기울기(=탄젠트)가 딱 1이 되니, 저 값은 pi/4가 나오고, 따라서 pi를 구하기 위해 4를 곱한 것이다.

e의 경우, 숫자를 무한대로 띄우는 n승과, 그 지수 연산의 발산 효과를 무효로 만드는 1/n (1에다가는 아무리 큰 지수 연산을 해도 그대로 1..)의 극한이 저렇게 가까워지는 게 신기하기 그지없다.

그러나 위의 두 공식은 둘 모두 n 값이나 항의 개수가 100000이 넘어가도 소숫점 겨우 네댓 자리까지밖에 일치하지 않을 정도로 수렴이 대단히 느린 게 흠이다. 이 방식으로는 소숫점 n째 자리까지 일치하려면 계산량이 n의 지수함수 형태로 증가해야 한다. 알고리즘으로 치면 엄청나게 비효율적인 알고리즘이다.
그래서 실제로 pi나 e의 값을 계산할 때는, 매 회에 좀 더 복잡한 계산이 수행되더라도 적은 횟수로도 더 빠르게 수렴하는 다른 식을 찾아 쓴다.

자연상수 e는 exp(x), 즉, 미분해도 자신과 동일한 함수의 테일러 급수로부터 얻은 식을 이용해 값을 구할 수 있다. 바로 n팩토리얼의 역수의 무한합인데, 직관적일 뿐만 아니라 수렴 속도도 아주 빠르다. 물론 팩토리얼이 숫자를 폭발적으로 키우는 연산이긴 하지만, 그만큼 정확도도 커져서 14!까지만 계산해도 소숫점 8~9자리까지 정확한 값이 나온다. 그래서 이걸로 끝이고 다른 계산법을 찾을 필요가 사실상 없다.

자연상수라는 이름엔  '자연'이라는 단어가 괜히 붙은 게 아니다. 얘는 수학의 입장에서는 특성이 매우 자연스럽고 직관적이고 사랑스럽기까지(!) 한 수이기 때문에, 초월수라는 증명도 상당히 초창기에 이뤄졌다. 리우빌 상수--10진법 기준 n!에 속하는 소숫점 자리만 1이고 나머지는 0인 좀 괴랄한 0.110001000… --처럼 초월수의 존재를 증명하기 위해 일부러 설정된 수가 아닌 수 중에서는 초월수라는 게 증명된 최초의 수가 바로 자연상수이다.

pi는 e보다 더 오묘한 수여서 초월수 증명도 10년 남짓 더 늦게 나왔으며, 더욱 복잡하고 다양한 유도식들이 존재한다. 특히 컴퓨터가 발명되고 원주율 계산이 컴퓨터의 성능을 측정하는 잣대로 통용되기 시작한 뒤부터는 컴퓨터의 입장에서 더욱 계산하기 쉬운 형태의 식이 연구되기 시작했다. 그래도 어느 것이든 e만치 형태가 간단하면서도 빨리 수렴하는 식은 존재하지 않는 것 같다.

비록 컴퓨터 시대에 발견된 식은 아니지만,
sqrt(2) / 2 라는 분수에서 시작하여
sqrt( 2+ sqrt(2) ) / 2와 같은 식으로 분자에다가만 x → sqrt(2 + x)로 변환을 하면서 생성된 수들을 계속 곱하면 2/파이 (파이의 역수의  두 배)에 수렴하는데,
이것도 e만치는 아니지만 계속되는 곱셈과 제곱근 버프 덕분인지 수렴 속도가 빠른 편이다.

2.

1부터 n까지 자연수가 있고 이들의 역수를 나열하면 조화수열이 된다. 조화수열의 무한합은 비록 무지막지하게 느리지만 무한대로 발산한다는 것이 알려져 있다.
한편 n!의 역수의 무한합은 아까 말했듯이 e가 되는데,
그럼 n^2의 역수의 무한합은 무엇이 될까?

거듭제곱의 지수가 1보다 커지는 순간부터 역수의 무한합은 유한한 값으로 수렴하긴 한다. 그러나, 그 수렴값의 특성을 알아내는 건 아주 어려운 일이어서 지금까지도 알려진 게 그리 많지 않다.
n^x의 역수의 무한합을 일반적으로 x에 대한 리만 제타 함수값이라고 한다.

그리고 그 x가 짝수일 때는 놀랍게도 pi와 관련이 있는 값으로 수렴한다는 것이 천재 수학자 오일러에 의해 밝혀졌다. 가령, 2일 때는 이렇다.

1 + 1/4 + 1/9 + 1/16 + 1/25 ... = pi^2 / 6

그러니 이것도 응당 파이를 구하는 데 쓸 수 있는 공식이다.
비록 이것 역시 아까의 1/3 1/5 1/7 공식 만만찮게 수렴 속도가 몹시 느리기 때문에 실용성은 떨어지지만 말이다.

여기서 갑자기 pi가 튀어나오는 것도 신기하지만, 이 수의 진짜 놀라운 면모는 또 다른 곳에 있다.
바로 이 수는 자연수에 존재하는 소수의 분포와 관계가 있다.

1부터 N 사이에 있는 임의의 두 자연수를 뽑았을 때 이것이 서로 소일 확률은 N이 커질수록 바로 저 수, 다시 말해 (pi^2)/6의 역수로 수렴한다! 그 확률은 대략 60.8%이다.

아니, 리만 제타 함수에서 파이가 왜 조건부로 튀어나오며, 게다가 미적분· 해석학하고는 아무 관계가 없는 정수론과 관련된 의미가 왜 이런 데서 발견되는 걸까? 이걸 알아 낸 사람도 오일러이다.

2를 포함해서 리만 제타 함수의 짝수승의 값은 그래도 pi가 얽혀 있으니 초월수라는 건 확실히 인증이다만 홀수승의 값들은 무리수인 것만 알려져 있지 다른 특성은 알려진 바가 없다. 초월수일 게 거의 확실시되고 있긴 하나, 그조차도 정식으로 증명되지는 못했다.

3일 때의 값은 '아페리 상수'라 하여 일부 공학 분야에서도 쓰인다. 이 수가 무리수라는 증명을 1978년에 한 프랑스의 수학자 아페리의 이름을 딴 것이다. 정의대로 각 자연수들을 3승한 뒤 역수를 구해서 더하면 값을 구할 수 있지만, FM 방식은 역시 수렴이 더디기 때문에 훨씬 더 복잡하지만 더 빨리 수렴하는 별도의 급수 전개를 써서 값을 구한다.

그런데 이 값의 역수는 임의의 세 자연수가 서로 소일 확률이라고 한다. 마치 가위바위보에 참여하는 인원이 많아질수록 무승부가 나올 확률이 치솟듯, 세 자연수는 두 자연수일 때보다 서로 소일 확률이 올라가서 그 값은 약 83.1%에 달한다.

작은 범위에서라도 정말 얼추 그렇게 되는지는 프로그램을 짜서 간단히 확인해 볼 수 있다.
1부터 N까지 3중 for 문을 작성해서 모든 숫자 조합에 대해서 최대공약수를 구해서 1이 나오는 경우를 세면 되는데, N이 몇천 정도만 돼도 3중 for 문은 오늘날의 최신 컴퓨터에서도 버벅대는 작업량이다.

3.

그래서 본인, 이 기회에 멀티코어 프로그래밍을 실습해 봤다.
i5 쿼드코어답게 CreateThread 함수로 스레드를 4개 만들어서 뺑뺑이를 돌리는 분량을 인위로 분할한 뒤, 계산 결과를 취합했다. 그랬더니...

809615629/973620600 0.831551 (7753)
809615629/973620600 0.831551 (3448)

코어 하나밖에 못 쓰고 고로 CPU를 최대 25%만 쓰던 싱글스레드 오리지널 코드는 7.8초가 걸린 반면,
스레드를 여러 개 만드는 코드는 CPU를 95% 가까이 점유하면서 제 속도를 내더니, 싱글스레드의 절반이 채 안 되는 3.5초 남짓한 시간 만에 처리를 다 끝내는 걸 알 수 있었다. 실제로 서로 소인 조합이 전체의 83.1%가량을 차지하는 것도 사실이었다.

요즘 세상에 CPU를 70% 이상 한꺼번에 점유하는 프로그램을 내 손으로 직접 만들 일은 없었는데 참 오랜만에 보는 광경이었다. 요즘은 단일 프로그램이 CPU 성능을 제대로 활용하려면 이런 식의 테크닉을 동원해야 한다는 걸 더욱 절실히 느끼게 됐다.

Posted by 사무엘

2012/06/07 08:21 2012/06/07 08:21
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우주로 나간 개, 라이카

2003년에 콩코드 여객기가 퇴역한데 이어 2011년엔 미국의 우주 왕복선들도 전량 퇴역했다. 이제는 천조국 미국도 우주 정거장으로 사람을 보내려면 러시아의 소유즈 우주선을 택시 삼아 얻어 타야 한다. 그래도 우주 왕복선이 소유즈보다 더 커서 사람이나 짐을 더 많이 실을 수 있었는데, 아쉬운 점이다.

오로지 학술 목적으로만 우주선을 띄우던 미국 NASA와는 달리, 돈맛을 알아 버린 러시아는 세계의 민간인 억만장자들을 상대로 우주 관광 사업을 벌이고 있다. 잘 알다시피 우리나라의 이 소연 씨를 포함해 전세계적으로 잘 알려진 우주 관광객들도 다 미국이 아니라 러시아를 통해서 우주에 갔다 온 사람이다.
누구든 한 200억 원 정도만 주면 갈 수 있다. 참 쉽죠?

요즘은 그래서 다시 러시아의 우주 기술이 주목을 받고 있는 추세인데, 그 러시아, 아니 구소련은 냉전 시절에 얼마나 공돌이들을 갈아 넣으면서 빡세게 기술을 개발했을지 상상이 되겠는지? 지금으로부터 50여 년 전으로 되돌아가 보겠다.

전산학계에 앨런 튜링이나 폰 노이만 같은 괴수가 있었다면, 항공 우주 공학계에는 로버트 고더드(액체 연료 로켓의 근간을..)부터 시작해 미국에는 폰 브라운, 소련에는 세르게이 코룔로프 같은 진짜 우주덕, 우주 괴수들이 있었다. 일반 항공기처럼 하늘에 잠깐만 떴다가 다시 내려오는 게 아니라 아예 지구 중력을 벗어나서 궤도에 진입하려면 가히 넘사벽급의 동력이 필요하고 이를 제어하는 최첨단 기술이 필요하다. 거기에다 '재돌입 성공' + '사람까지 태우고' 같은 단서가 추가되면 흠..;;

그런 우주 시대의 서막을 연 것은 1957년 10월, 세계 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호이다. 이에 고무된 소련은 우주에 생명체를 보내는 게 가능하겠는지를 실험하게 되었다.

그래서 아직 1호가 지구를 돌고 있을 때에 소련은 1호보다 훨씬 더 크고 무거워진 스푸트니크 2호를 뒤이어 발사했는데, 이때는 개를 한 마리 실었다. 그 이름도 유명한 '라이카'라는 암캐이다.
약을 하나 새로 개발해도 임상실험은 먼저 동물에게 하지 않던가. 라이카는 지구 궤도로 나간 최초의 포유류가 되었다.

원래 라이카는 모스크바 길거리에서 주인을 잃고 배회하는 '똥개'였다고 한다. 그런데 어쩌다 보니 소련의 과학자들의 눈에 띄여서 나름 우주의 상황을 상상한 여러 훈련을 시켰다. 물론 얘만 수집한 건 아니지만 여러 후보들 중에서 라이카가 훈련 성적이 가장 좋았다. 사람 말을 잘 듣고 험악한 환경에서도 돌발행동 안 하고, 좁고 어두운 곳에서 얌전히 잘 견디는 성격이었던지라 최종 실험 대상으로 선택되었다.

전해지는 일화에 따르면, 라이카를 맡아서 훈련시키는 일을 한 모 과학자는, 그 개를 발사체에 태워서 공중에 잠시 띄웠다가 다시 돌아오게 하는 줄로만 알았다고 한다. 그러나 나중에 알려진 사실은 예상과 달랐다. 그 당시 소련은 우주 발사체를 무사히 재돌입시켜서 귀환시키는 기술이 아직 없었기 때문에, 스푸트니크 2호는 1호와 마찬가지로 지구를 빙빙 돌다가 대기권으로 떨어져서 마찰열로 인해 유성처럼 불타 없어질 운명이었던 것이다.

그래서 우주선에 탄 개에게는 발사 1주일 후에 독극물이 든 마지막 식사를 제공하여, 인공위성이 아직 지구 궤도에 있을 때 먼저 안락사시킬 계획이었다.
이 사실을 안 과학자는 통곡했지만, 국가의 프로젝트 계획이 그러한데 딱히 어쩔 도리가 없었다고 한다.

스푸트니크 2호는 1957년 11월, 1호가 발사된 지 거의 정확히 한 달 뒤에 발사되었다. 라이카는 온몸이 묶여 감금되다시피하고, 생체 상태를 실시간으로 측정하여 전달하는 장비가 부착되었다. 이거 무슨 카미카제 특공대에 출격하는 전투기 조종사 같다..;;

사용자 삽입 이미지
인공위성 자체는 성공적으로 발사되어 지구 궤도에 잘 진입했다. 1호도 모자라서 1개월 간격으로 2호까지 성공하자 미국은 가히 스푸트니크 쇼크라고 불리는 충격과 공포를 경험하면서 소련의 발달된 우주 기술에 전율하게 되었다.
이에 기세등등해진 소련은, 스푸트니크 2호가 성공적으로 잘 발사되었으며 안에 태운 라이카는 잘 살아 있다가 (유감스럽지만 그래도) 계획대로 1주일째에 안락사를 당했다고 공식 발표했다.

그러나 그로부터 수십 년이 지나서야 폭로된 비밀 문서에 따르면, 라이카는 며칠 못 가 더 일찍 죽었다는 것이 드러났으며, 궁극적으로는 발사된 지 겨우 5~7시간을 못 넘기고 고온· 고압과 굉음으로 인한 극심한 스트레스에 시달리면서 꼼짝도 못 한 채 고통스럽게 죽었음이 드러났다.

고온이라는 게 화상을 입을 정도의 뜨거운 온도이다. 수 시간 후부터 라이카의 심장 박동은 이미 감지되지 않았으니, 그때 진실을 알고 있었던 과학자들의 상심이 컸겠다. 그 원인으로는 선실에다 산소를 공급하고 온도를 조절하는 장치가 제대로 동작하지 못한 것으로 추정되었다.

스트레스가 극심했을 때는 라이카의 심장 박동수는 평소의 3배가 가깝게 뛰었다고 한다. 죽기도 그렇게 죽었을 뿐만 아니라 시체도 재돌입 과정에서 인공위성과 함께 공중분해되었을 터이니 확실한 끔살 인증이다.

라이카는 비록 살아서 돌아오지는 못했으나, 이 실험을 통해 지구 생명체가 지구 궤도에 진입하는 과정과 무중력 상태에 견딜 수 있음이 확인되었으며, 과학자들에게 우주공간에서 생명체 반응에 대한 귀중한 데이터를 제공하였다. (출처: 위키백과) 라이카의 죽음은 '개죽음'으로 그치지 않았다.
짧게나마 그래도 궤도에 진입하여 무중력 상태가 될 때까지 살아 있었기 때문이다. 정말로 사람이 아니라 동물부터 먼저 보내 보길 잘한 것이다.

라이카에 대한 비화가 알려지면서 라이카는 일약 영웅이 되었다. 좀 감수성 예민한 사람이 들으면 눈물이 핑 돌 정도의 스토리이지 않은지? 노래나 만화 같은 매체에도 등장하였으며 외국의 어느 동물 보호 단체에서는 이런 식으로 우주 개발을 강행한 소련 정부를 비판하는 한편으로 라이카의 기일에 맞춰 묵념까지 했다고 한다.

인류의 우주 개발을 위해 희생된 개 한 마리에게도 사람들이 이렇게 연민과 동정을 아끼지 않는다.
그 반면, 인류의 죄를 대속하기 위해서 희생된 어린양을 믿는 게 성경의 기독교라고 이해하면 되겠다.

다음은 추가 설명들.

1. 인간을 우주에 보내기 위해서 진공 상태가 생체에 어떤 영향을 끼치는지, 그리고 무중력 상태에서 얼마나 잘 버틸 수 있는지를 아는 것은 필수였다. 이 분야는 인류 역사상 정말로 경험 데이터가 전무했기 때문이다.
하긴, 과거에 일본군 731 부대가 행한 생체 실험 중에도 진공 실험이 있긴 했다. ㄷㄷㄷ

2. 소련의 도발에 다급해진 미국은 자기네도 황급히 인공위성을 쏘아 올리려 뱅가드(Vanguard) 로켓을 몇 차례 발사하였으나 발사 2초 만에 폭발해 버리는 등, 보기 좋게 실패하고 말았다. 그 뒤에 공돌이들을 더 갈아 넣으면서 연구한 끝에 1년 남짓 뒤인 주노 로켓으로 1958년에야 미국 최초의 인공위성인 익스플로러 1호를 띄운다..

3. 소련에서는 그 뒤 1960년 8월 스푸트니크 5호에 스트렐카와 벨카라라는 2마리의 우주견을 태웠는데, 이들은 지구궤도를 17바퀴 돈 다음 귀환함으로써 지구 궤도 비행 후 살아 돌아온 최초의 생명체가 되었다.

4. 라이카처럼 저렇게 사람을 살리고 자신은 죽은 유명한 개로 한국에는 군견 헌트가 있다. 1990년 3월, 현재로서는 마지막으로 발견된 북한의 남침용 땅굴인 제4 땅굴이 발견되었다. 당시, 헌트는 갱도 내에서 화약 냄새를 맡고 뛰어가다가 땅굴 내부의 목함 지뢰를 밟고 산화하였다. 소대원들의 목숨을 구했음은 두말할 나위도 없다.

군대에서 선임병이 후임을 놀릴 때 “군견이 너(졸병)보다 계급이 높기 때문에, 보면 경례해라”라고 하는 경우가 있는데 그 말은 물론 농담이다. 하지만 헌트는 사후에 진짜로 소위 계급이 추서되었으며, 땅굴 입구에 무덤과 동상, 추모비까지 건립되었다.

5. 라이카는 참고로 사막의 인간 식인범인 라이’타’하고는 관계 없다. 혼동하지 말 것. ㅠㅠ

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Posted by 사무엘

2012/06/04 08:24 2012/06/04 08:24
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한강을 잇는 다리들

※ 다리 한번 많기도 해라. 설명은 서쪽(하류)에서 동쪽(상류) 순이다. 당신은 두 개의 다리 이름 A, B가 주어졌을 때, 이들의 위치 관계를 비교할 수 있겠는가? (정렬용 비교 함수 ㄲㄲ)

방화 대교: 인천 공항 고속도로(130)와 통하는 다리이다. 6차선.

마곡 철교: 공항 철도가 다니는 교량이다. DMC - 김포공항 역 사이에 있다.

가양 대교: 21세기에 건설되었고, 교각들 사이의 간격이 굉장히 긴 다리라고 한다. 6차선.

성산 대교: 국도 1호선의 일부이다. 남쪽으로는 서부 간선 도로로 이어지고, 북쪽으로는 내부 순환로와 연결된다. 6차선.

양화 대교: 국도 6호선의 일부인 8차선 교량으로, 중간에 선유도를 경유한다.

당산 철교: 양화 대교 바로 근처에 있으며, 서울 지하철 2호선이 다니는 교량이다. 기존 교량이 1990년대 중후반에 철거되고 재건설된 이력이 있다.

서강 대교: 여의도로 가는 3대 교량 중 하나로, 6차선이다. 여의도의 서쪽을 경유하다 보니 국회 의사당과 가장 가깝다. 교량 중간에는 밤섬을 경유한다. 북쪽으로는 광흥창과 신촌 역을 찍고 연세대 방면으로 간다.

마포 대교: 자동차 교량들 중에는 꽤 오래 전에 건설되었고 현재는 차선수도 10차선으로 폭이 매우 크다. 여의도의 정중앙을 관통한 뒤부터 경인선 철도를 따라 간다. 국도 46호선의 일부 구간.

(서울 지하철 5호선이 지나는 하저 터널은 북단은 마포 대교 쪽에 있지만 남단은 한 블록 내려간다. 그래서 여의도와 여의나루 역은 국도 46호선상에 있지 않다.)

원효 대교: 마포 대교의 혼잡을 완화하기 위해 보조로 건설된 다리이다. 4차선으로 좁은 편.

한강 철교: 한강에 건설된 최초의 다리. 오늘날은 단선 교량 2, 복선 교량 2로 선로가 6개나 있는 크고 아름다운 3복선 교량의 세트가 되어 있다.

한강 대교: 한강 철교의 도로 equivalent로, 역시 그 전신은 한강 철교와 마찬가지로 일제 강점기에 이미 건설되었으니 역사가 깊다. 중간에 노들섬을 경유한다. 6· 25 때 폭파되었던 다리가 바로 이 지점에 있던 다리이다. 현재는 8차선이다.

동작 대교: 서울 지하철 4호선과 자동차가 공용하는 6차선짜리 다리이다. 남쪽으로는 동작 대로로 이어지지만 미군 기지 때문에 북쪽으로는 더 곧게 이어지는 길이 없다.

반포 대교: 우리나라 최초의 복층 교량으로, 아래에 잠수교가 있다. 폭은 6차선. 남쪽으로는 반포 대로를 타고 고속버스 터미널과 서초 역, 예술의 전당까지 쫙 내려가며, 북쪽으로는 남산 3호 터널로 갈 수 있다.

한남 대교: 아래로는 경부 고속도로 및 강남 대로와 직결하고, 위로는 남산 1호 터널과 직결하는 매우 중요한 다리이다. 덕분에 무려 12차선이나 되어, 2위인 마포 대교까지 제치고 서울에서 차선수가 가장 많은 다리이다.

동호 대교: 서울 지하철 3호선과 자동차가 공용하는 다리이다. 4차선이고 남북으로는 인근의 다리만치 지리적으로 중요한 경로가 없으며, 게다가 강변 북로에서는 이 다리로 진입하거나 이곳으로 나갈 수 없기 때문에 존재감이 다소 덜하다.

성수 대교: 한때 붕괴 사고로 인해 악명을 떨친 다리. 현재는 8차선이다.

(실드 공법으로 건설되었다는 분당선 하저 터널이 이 사이를 지날 예정.)

영동 대교: 국도 47호선의 일부이다. 박통 시절에 한창 개발 중이던 강남 지역의 발전을 촉진한 교량이라 함. 6차선 크기이다.

청담 대교: 자동차와 서울 지하철 7호선이 공용하는 6차선 복층 교량이다. 그 특징에 대해서 예전 글에서 잘 소개한 적이 있으므로 더 자세한 설명은 생략함. 영동 대교와 꽤 가까이 있다.

잠실 대교: 국도 3호선의 일부인 8차선 교량. 이 다리를 타고 남쪽으로 가면 잠실 역과 송파 대로가 나온다. 마포, 한남과 더불어 가장 오래 된 다리 축에 든다.

잠실 철교: 서울 지하철 2호선이 다니는 교량이다. 하지만 양 옆으로 자그맣게 자동차 도로도 생겨서 이름의 의미가 약간 므흣해졌다.

올림픽 대교: 동서울 터미널을 드나드는 버스가 즐겨 건너는 6차선짜리 다리이다. 사장교 형태이고 다리 중앙에 높이 88m짜리 주탑이 있는 걸로 유명하다. (참고로 대전 한빛탑의 높이는 93m!)

천호 대교: 국도 43호선의 일부인 6차선 교량이다. 이 다리는 한강의 선형상 지도 위상으로 볼 때 수직(남북)이 아니라 수평(동서)에 가깝다. 천호 대로로부터 이어지고 동쪽으로 계속 가면 하남시가 나온다. 서울 지하철 5호선이 지나는 하저 터널이 정확히 아래에 있다. (광나루-천호. 마포-여의나루 구간은 마포 대교와 정확히 평행이 아니다.)
인근에는 광진교라는 미니 다리도 있다.

강동 대교: 서울 외곽 순환 고속도로가 지나는 다리.
미사 대교: 서울-춘천 고속도로가 지나는 다리.

Posted by 사무엘

2012/06/02 08:24 2012/06/02 08:24
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컴퓨터의 모니터 화면을 픽셀 단위로 있는 그대로 저장하는 기능의 필요성은 과거 도스 시절부터 쭉 있어 왔다. 프로그램의 기능을 설명할 때, 특정 인증샷을 남길 때 등 여러 모로 유용하고 필요한 기능이기 때문이다.

오늘날에도 키보드에는 print screen이라는 키가 있다. 옛날에는 사용자가 이걸 누르면 하드웨어 차원에서 인터럽트가 발생하여, 텍스트 모드 화면에 찍혀 있던 글자가 프린터 포트(LPT1)로 진짜로 갔다. 프린터가 안 켜진 상태에서 이걸 누르면 컴퓨터가 멎었다. pause를 누르면 컴퓨터의 전체 작동이 일시 중단되고 ctrl+alt+del을 누르면 컴퓨터가 곧바로 재부팅되던 시절의 얘기이다.

하지만 이런 기본 기능은 너무 원시적이고 빈약하며, 그래픽 모드에 대한 대비책이 전무했기 때문에 화면 캡처는 결국 소프트웨어 계층이 담당하는 영역으로 넘어가게 되었다.

도스 시절의 화면 캡처 프로그램은 응당 램 상주(TSR) 프로그램의 형태였다. 아래아한글의 경우, 1.5x에서는 hcopy.exe라는 자그마한 유틸리티가 있었는데, 텍스트 모드 아니면 무려 허큘리스 단색 그래픽 모드만 지원했었지 싶다. 2.0과 그 이후부터는 별도의 유틸리티는 없어졌고 대신 아래아한글 프로그램에 자체적으로 화면 캡처 기능이 들어갔다. 언제라도 Alt+키패드 +키를 누르면 지금 화면을 PCX 그림 파일로 저장할 수 있었다.

한동안 본인이 사용했던 프로그램은 수채화라는 그래픽 프로그램에 내장되어 있던 snap이라는 덜 유명한 국산 프로그램, 그리고 Screen Thief라는 비교적 유명한 외국산 프로그램이다 ST는 아주 특이하게도 텍스트 모드도 색깔과 바이오스 글꼴이 모두 가미된 그래픽 원형 그대로 캡처해 주는 끝내주는 기능이 있었다. 생성되는 그림 파일 확장자도 GIF로, 비록 오늘날의 JPG에 비할 바는 아니지만 PCX보다야 더 무겁고 압축률이 뛰어난 포맷이었다.

도스에서 윈도우로 넘어가면서 화면 캡처는 굉장히 쉬워졌다. 여러 프로그램들을 동시에 띄우고 드나들 수 있는 멀티태스킹 환경일 뿐만 아니라, 언제든지 Print Screen만 누르면 화면 전체 또는 활성화된 창이 비트맵 형태로 클립보드에 저장되기 때문이다. 그래픽 하드웨어가 워낙 겹겹이 잘 추상화되다 보니, 화면 캡처란 이제 기술적으로 대상 윈도우의 DC 내용을 내 DC로 Bitblt하는 것이 전부이다.

너무 간단해졌다. 옛날에는 하드웨어 가속을 받는 동영상이나 일부 게임 화면은 이 방법으로 캡처할 수 없어서 별도의 특수한 프로그램을 써야만 했지만 이것도 비스타부터는 옛말이 됐다.

기본적인 기능은 운영체제가 자동으로 제공해 주니, 캡처 유틸리티들은 편의성을 더욱 강화하고, 일정 수준 이상의 그래픽 편집과 보정 기능도 갖추는 방향으로 발전하기 시작했다. 여러 윈도우의 동시 캡처, 자동 스크롤 캡처, 그리고 현재 화면보다 더 큰 해상도를 가장한 화면 캡처, 멀티모니터 지원, 텍스트 정보 추출 등, 화면 캡처라는 주제 하나만으로도 기발한 아이디어가 적지 않다. 편집 쪽도 Blur 같은 전문적인 사진 보정보다는, 색깔 추출, 디더링 같은 산술적인 변환 기능이 더 필요할 것이다.

본인은 옛날에는 동영상 화면의 캡처를 위해 HyperSnap이라는 프로그램을 잠깐 썼었는데 나름 굉장히 잘 만든 프로그램이었다. 하지만 지금은 그거 없이도 동영상 화면 캡처가 얼마든지 가능해졌기 때문에 안 쓴다. 그냥 옛날 Paint Shop Pro가 같이 제공하는 화면 캡처 기능을 유용히 쓰는 중이다.
오늘날은 국산 프로그램으로는 ‘오픈캡처’가 이 분야에서 아주 유명하다. 완전 무료 프로그램이다가 최근에는 기업 대상으로 유료화되었다.

윈도우 환경이라도 게임들 역시 전통적으로 화면 캡처 기능을 제공해 왔다. 옛날에 256색 게임들은 운영체제의 print screen 키로는 비록 비트맵 데이터는 화면 캡처가 되지만 팔레트 정보가 저장되지 않아 화면이 이상한 색으로 저장되곤 했기 때문이다. 한편, 요즘은 컴퓨터의 성능이 놀랍도록 좋아지고, UCC 만들기가 보편화하면서 아예 게임 화면 동영상을 찍는 기능도 쓰이고 있다. 외산으로는 프랩스(Fraps), 국산으로는 반디캠 같은 프로그램이 좋은 예이다.

화면도 나오고 동영상도 나왔으니, 글을 맺기 전에 소리 캡처에 대해서도 잠깐만 언급하겠다. XP 이하 시절에는 내 컴퓨터에서 나오는 소리를 도로 녹음하는 것이 비교적 쉽게 가능했는데 비스타부터는 그게 방법이 꽤 까다로워지고, 하드웨어 환경에 따라서는 아예 불가능한 컴퓨터까지 생겼다고 본인은 알고 있다. 비스타 때부터 비디오와 오디오의 하드웨어 계층이 바뀌었다.

개인적으로, 키매크로 유틸리티와 저런 부류의 캡처 유틸리티는 운영체제가 기본 제공할 만한 보조 프로그램의 아주 좋은 예라고 생각한다. 컴퓨터의 활용 능력 및 생산성하고 직접적인 관계가 있는 도구이기 때문이다.

Posted by 사무엘

2012/05/31 08:36 2012/05/31 08:36
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1.

서울대 김 빛내리 교수라고 우리나라에서 미생물학 내지 bio-informatics 분야의 최고의 전문가가 계신다. 최종 학력은 옥스퍼드 대학 박사. 대외적으로 쓰는 영어식 이름은 Narry Kim이라고 한다. (오옷) 연구실 이름은 “RNA 생물학 연구실”.

이분은 외국의 저명한 일류 학술지에 수시로 논문을 냈으며 한국의 촉망 받는 여성 과학자로 이미 여러 번 선정되고 상도 받고 언론도 탔다. 진짜 이름값 하는 인생을 살았다. 허나 본인은 생물학에 완전 문외한인 관계로, 이분 소개는 예전에 이 광근 교수 같은 분을 소개할 때만치 자세하고 정확하게는 못 한다는 점을 양해 바란다. ^^

본인의 지인 중엔 대학원에 진학하여 생물학 쪽으로 공부를 계속하는 친구가 있다. 얘기를 나누다가 내가 먼저 김 빛내리 교수 얘기를 꺼내자 걔도 “어, 너도 그분이 누군지 아는구나.” 하고 반가워했다. ^^

비슷한 예로, 본인의 동창 중에는 정말 학창 시절 내내 수학과 물리만 파면서 살던 덕후로, 과학고와 카이스트의 설립 취지에 가장 부합하며 사는 놈이 하나 있었다. 걔에게는 “잘은 모르겠지만 네 연구 분야가 그럼 이 휘소 박사가 파던 분야하고 비슷한 거냐?”라고 거들먹거려 주니까 걔 역시 반가워하더라.

2.

난 강 용석 씨가 한창 안 철수 씨를 때리는 글을 블로그에다 올릴 때 그의 글을 통해서 김 교수에 대해서 처음으로 듣게 됐다. 세상에 그런 엄청난 연구 업적을 남긴 사람도 그 긴 시간 강사 생활을 거쳐서 힘겹게 교수에 임용되고 그 짬밥에 아직도 조교수· 부교수 급인데, 안 철수 부부에게 주어진 서울대 정교수 특혜는 해도 해도 너무한 사기 수준이라고 말이다.

본인 역시 안 철수 씨가 머리와 노력을 겸비한 의학도 출신의 엄친아 수재이고 왕년의 컴덕후 겸 훌륭한 기업인· 경영자인 것은 응당 인정한다. 하지만 교수 세계에서 그 정도로 급격한 진급이 합당할 정도로 ‘세계적인 석학’이라는 것에는 동의하지 않는다. 안 씨가 허접해서가 아니라 학계에는 유명세만 안 탔을 뿐이지 안 씨보다 더한 우주괴수들도 많기 때문이다. 빌 게이츠나 스티브 잡스가 ‘석학’은 아니잖아?

뭐, 강 용석 씨 자신도 그야말로 어마어마한 스펙과 프로필을 자랑하는 똘똘이 수재이며 한때는 시사와 관련하여 굉장히 통렬하고 날카롭고 속 시원한 글을 많이 올리긴 했다. 하지만 좀 싸가지 없는 말투와 교만과 오만방자함 때문에 지금은 다시 버로우 탄 듯하다. 조금만 고개를 숙일 줄 아는 안목이 아쉬웠다. 지금까지 실패를 모르고 빳빳하게만 살아 와서인 걸까.

3.

김 빛내리 교수 말고 본인이나 평범한 한국인들이 아는 유명한 여성 과학기술인으로는 역시 윤 송이 씨가 있다. 학력은 잘 알다시피 서울 과학고에 카이스트를 거쳐 MIT 박사이다. 모교로 돌아와 교수의 길을 갈 법도 한 진정한 엄친딸이지만, 이분은 그냥 곧바로 기업체로 간 경우이다. 사실 윤 씨는 일단 진로 자체가 과학자보다는 공학자에 훨씬 더 가깝기도 했고 말이다. 그리고 어차피 억만장자가 됐을 터이니 굳이 교수 자리가 아쉬울 필요도 없다.

윤 송이 씨의 여동생인 윤 하얀 씨는 언니의 명성에 너무 가려져서 조명을 못 받았을 뿐이지 역시 만만찮은 천재로, 하버드 대학에 진학하여 과학자의 길을 갔다고 알려져 있다. 분야는 생물학. 뭐, 본인이 고등학교를 다니던 때만 해도 선배나 동기 중에 남매가 나란히 동일한 과학고에 입학하는 흠좀무스러운 형제· 남매가 있긴 했다.

윤 씨와 달리 김 교수가 과학고 출신이 아닌 이유는, 그 시절에 아직 주변에 과학고가 없었기 때문이라 한다. 김 교수는 1969년생. 서울 과학고가 1989년 개교이니, 그 시절엔 한국의 과학고 1호인 경기 과학고밖에 없었다. 윤 송이 박사가 1975년생이고 아마 서울 과학고의 초창기 졸업생이지 싶다.

4.

김 빛내리 교수와 상당히 비슷한 이름이 옛날에는 범죄의 안타까운 희생자의 이름으로 등장한 적이 있다. 바로 1997년의 ‘박 초롱초롱빛나리 양 유괴· 살해 사건’인데 기억하는 분 있는가? (자동사와 타동사의 차이밖에 없다.) 언론에서는 편의상 줄여서 ‘박 나리’ 양이라고 일컫기도 했다.

이 사건은 피해자가 특이하게 긴 이름을 갖고 있고, 또 가해자는 겨우 20대 후반의 면식범 임산부였기 때문에 국민들에게 끼친 충격이 굉장히 컸다. 가해자의 남편은 경찰에게 체포되어 끌려가는 아내에게 거의 멘탈 붕괴 상태로 “○○야, 설마 네가 이런 끔찍한 짓을 저질렀을 리가 없지? 제발 아니라고 얘기해 줘!”라고 절규하기도 했다.

못 말리는 된장녀 기질과 과시욕, 외국 유학을 갔지만 적응 못 하고 다시 돌아온 것, 입만 열면 횡설수설 거짓말, 자기 잘못은 인정 안 하고 끊임없는 변명 등을 보아하니, 본인은 가해자인 전 현주 씨의 모습이 21세기를 풍미한 희대의 또라이 사기꾼인 신 정아 씨하고 굉장히 닮았다는 생각을 했다. 비록 겉으로 드러나는 범죄 내역은 성격이 차이가 있지만, 둘 다 비슷한 종류의 정신병 기질이 아닌가 싶다.

법조인들이 보기에도 전 씨는 죄질이 매우 나빠 보였고, 그래서 엄벌이랍시고 무기징역이 선고되었다. 8살짜리 딸을 잃은 유가족들은 형량이 너무 가볍다고 분노했다. 그래도 가석방이나 사면 따위 없이 전 씨는 지금까지도 40이 넘은 나이로 교도소 복역 중이라고 한다. 그녀의 남편은 당연히 이혼을 했으며, 그때 그녀에게서 태어난 아기는 진작에 외국으로 입양되었다. 쩝~
(애초에 저 여자, 결혼은 어떻게 했는지가 궁금하다. 온갖 감언이설로 자기 처지를 속이고 남자를 속였지 싶다.)


김 빛내리 교수로 얘기를 시작했는데 정작 이분 자체에 대한 얘기는 별로 못 하고 같이 덩달아 떠오르는 주변 지식 얘기만 잔뜩 늘어놓게 됐다. ^^
참고로 한글 학회 직원 중에도 ‘김 한빛나리’ 선생님이 계신데, 이분은 남성임.

Posted by 사무엘

2012/05/29 08:40 2012/05/29 08:40
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