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Week 4: Managing your data
제4주차: 획득 자료 관리
- How to set up databases to manage your data
수집한 자료의 관리를 위한 데이터 베이스 구축하기
- Exploring the life cycle of stars in our Galaxy
우리 은하내 별의 일생 탐구
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1강: 대용량 자료관리(입문)
[강의대본]
[00:06] 실증주의 과학자에게 있어서 자료는 극히 소중하다. 자료 모으기에 긴 시간이 걸리고 모으기 까지 엄청난 비용이 든다. 그리고 특히 우리가 우주를 조사할 때 처럼 중요한 의미를 갖는 경우도 없다. 초기 실증주의자들은 만일 우리가 충분한 자료를 모을 수만 있다면 우리는 결국 우리의 우주를 이해할 수 있을 것이라고 믿었다. 하지만 나는 자료만 많이 모았다고 우주를 이해할 것이라고 생각하지 않는다. 아마 그때 현대의 천문학자들이 한번에 페타바이트(1,000 테라바이트)에 이르는 자료를 모을 수 있다고 상상도 못했을 거라는걸 확신한다. 이렇게 많은 자료를 모았어도 여전히 풀리지 않는 의문들이 많이 남아있다.
[00:31] 대량의 자료를 가지면서 한가지 어려움에 봉착 했는데 바로 어떻게 하면 효율적으로 관리하는가다. 우리가 수집한 자료를 파헤치고, 분석하고 그리고 시각화 하기전에는 자료의 활용은 한계가 있다. 이런 이유로 데이터베이스가 우리곁에 있는 것이다. 이제 관계형 데이터베이스가 우리의 (방대한)자료를 관리해줄 유일한 답이다. 자료의 크기와 협력중인 연구 팀의 규모에 따라 구글의 스프레드 쉬트가 자료를 공유하는데 충분할 수도 있고 몽고DB 처럼 비관계형 데이터 베이스로도 충분할 수 있다. 한 묶음의 자료 규모가 아주 크다면 대용량 자료 저장장치가 필요할 테고 하둡(HADOOP) 같은 병렬 분산처리 자료관리 알고리즘 맵 리듀스(MapReduce)가 필요할지 모른다.
[참고]
1. MongoDB, https://www.mongodb.com/
2. Apache Hadoop(High-Availability Distributed Object-Oriented Platform)
3. 맵 리듀스(MapReduce): 구글에서 대용량 데이터 처리를 분산 병렬 컴퓨팅에서 처리하기 위한 목적으로 제작하여 2004년 발표한 소프트웨어 프레임워크다.
[01:05] 하지만 대부분 사람들은 중간규모의 자료를 다루고 있기 때문에 자료를 단일 파일로 저장하고 데이터베이스의 활용을 선택한다. 이번주 강좌는 이 방법으로 접근 했을 때 장단점을 살펴보고자 한다.
[01:18] 데이터베이스는 좀더 편리하고 효과적으로 자료에 접근(자료찾기)할 수 있게 해준다. 또한 점점더 많은 과학자들이 중간규모의 자료묶음을 관련 학계 사람들과 서로 나누길 원하고 있다. 그리고 데이터베이스가 뒷바침 된 웹 사이트를 구축하고 싶어한다. 심지어 여러분 스스로 이렇게까지 할 필요가 없더라도 데이터베이스가 어떻게 작동하는지 조금의 이해를 가지게 되면 데이터베이스 기반의 온-라인 정보제공 서비스를 좀더 효과적으로 활용 할 수 있다. 이번 강좌에서 여러분의 자료표를 구성하고 우주를 구성하는 주요 요소인 별의 일생을 연구할 때 어떻게 사용되는지 살펴보기로 한다.
* The Bubble Nebula HII emission region, NASA
[01:51] 우리주변의 모든 물질들은 별의 내부에서 나왔다. 컴퓨터나 휴대전화 내부의 규소(실리콘, 반도체 재료), 우리가 숨쉬는 공기중의 산소와 질소, 모든 생명체의 탄소들을 망라한다. 이 모든 물질들이 별 내부의 핵 합성 과정에서 생겨났다. 하지만 이 원소들은 별의 일생 중 아주 작은 기간동안에 만들어 졌다. 그 기간은 별이 죽음에 임박 했을 때 만들어 지고 우주로 뿜어져 나갔다. 은하 안에서 이 물질들이 얼마나 재활용 되는지 이해 하려면 별의 일생에 대하여 좀더 알아야 한다.
[02:19] 사실 별의 생애 주기를 자세히 공부하는 이유는 몇가지 있다. 별이 초신성으로 폭발 할 때 그 밝기는 전체 은하를 넘어선다. 우리가 수억광년 멀리서도 초신성을 볼 수 있는 이유다. 이런 초신성 폭발은 멀리 떨어진 은하까지 거리를 측정하는 중요한 단서가 되기도 한다.
* 공간에 홀로 존재하는 별은 없다. 더욱이 그 별이 폭발하여 초신성으로 관측 될리 만무하다. 보통 밤하늘에 보이는 별은 전부 우리 은하 내의 별이다. 초신성은 은하 내의 한 별이 폭발 하는데 그 밝기가 워낙 엄청나서 초신성의 폭발로 은하의 존재를 아는 경우조차 있다.
* M82 씨가(Cigar) 은하의 초신성 폭발
[02:37] 거리를 측정의 유사한 기법으로 은하내의 별의 총체(an ensemble of stars) 연구, 가장 밝은 별의 밝기의 측정이 있다. 붉은 적색거성은 그들이 속한 은하와 맞먹을 만큼 최대 밝기가 같기 때문에 그 은하까지 거리가 얼마인지 알 수 있다. (그 초신성 까지 거리가 곧 은하까지의 거리다)
[02:52] 하지만 전 은하를 들여다 볼 필요는 없다. 사실 연구를 지구 가까운 곳으로 가져와 우리은하 내의 성단을 연구 할 수 있다. 별의 일생 주기를 연구하므로서 어떤 별이 얼마나 오래 사는지 알 수 있다. 그리하여 어떤 성단내에서 그들(적색거성)이 없다는 것은 성단 전체의 최소 나이를 말해주는 것과 같다.
[03:09] 다음 강좌에서 별의 일생을 좀더 자세하게 살펴볼 것이다. 분자구름에서 별이 형성되어 초신성으로 끝맺음 하기까지 혹은 백색외성으로 사라질 때까지. 이번주 강좌의 말미에 별의 데이터베이스에 우리의 별의 일생에 관한 지식을 적용해 보기로 한다. 지난주 강좌에서 배운 SQL 을 사용 할 것이며 복수의 관측 기획으로 얻어진 여러 자료들을 합치기 위한 새로운 SQL 명령도 배운다.
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