자료구조 및 알고리즘 분야는 컴퓨터 프로그래밍 교육의 기반이 되는 과목이다. 그러나 교육방법이 헌재의 추세인 비주얼 프로그래밍과 윈도우 프로그래밍 방법을 따라가지 못하여 학생들의 흥미를 유발하지 못하고 있다. 정렬 프로그래밍도 다른 자료 구조와 상황은 마찬가지이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 교육자가 효과적으로 정렬 알고리즘을 교육할 수 있는 VTSPI (Visualization Tool for Sorting Programming Instruction)를 개발하였다. 뿐만 아니라 VTSPI는 비주얼 프로그래밍에 기반을 둔 소프트웨어 컴포넌트이기 때문에 학생들이 쉽게 프로그래밍할 수 있고, 자신의 프로그램을 이해할 수 있고, 디버깅을 쉽게 할 수 있게 해준다.
최근 IoT 기술발달로 인한 스마트폰 및 대용량 미디어기기 사용증가로 인터넷 네트워크 사용량이 폭발적으로 증가되고 있고, 이러한 데이터 사용량 급증으로 대량의 데이터를 지칭하는 빅데이터 수집 및 분석에 많은 기업과 정부가 주목하고 있다. 빅데이터는 기존에 없던 새로운 데이터의 구축이 아니며, 그동안 축적된 다방면의 방대한 데이터의 집합이라 할 수 있다. 빅데이터의 이용 및 분석에 대한 기업 정부 학계의 수요는 증가하고 있지만, 고난도의 빅데이터 분석을 위한 인프라 구축이 선결과제이어서, 이러한 인프라구축 비용 때문에 빅데이터 분석이 일선 산업분야에 바로 적용하는데 많은 장애요인이 되어 데이터 분석가들의 빅데이터 분석에 애로사항으로 존재하고 있다. 이러한 어려움을 해소하기 위한 방안으로 새로운 인프라 구축 없이 Google Analytics API를 연동한 R 프로그래밍의 데이터 시각화를 활용한 데이터 분석 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 구글 애널리틱스 API를 연동하여 사용자 웹사이트의 사용자접속, 사이트운영, 이벤트 발생 등의 데이터를 R 프로그램을 활용하여 사이트 현황을 데이터 시각화로 분석하고 운영중인 웹사이트에 적용 가능한 콘텐츠 개발 방안에 대해 연구하였다.
가상 및 증강현실과 같은 확장현실(XR: Extended Reality)은 몰입형 데이터 시각화 및 분석을 위한 거대한 잠재력을 가지고 있다. 확장현실에서 사용자는 3차원 가상 공간을 활용하여 데이터 및 여러 사용자와 사실적으로 상호 작용할 수 있으므로 보다 직관적인 데이터 분석이 가능하다. 그러나 확장현실의 장점을 제대로 활용하기 위한 시각화를 생성하는 것은 복잡한 프로그래밍이 필요하기 때문에 상당히 어려운 일이다. 본 논문에서는 손 제스처만으로 XR을 위한 시각화 전 과정을 수행하고, 모든 3차원 공간을 활용할 수 있는 가젯암(Gadget Arms) 시스템을 제안한다. 이 시스템에서 분석가는 데스크탑 기반 환경이나 복잡한 프로그래밍을 사용할 필요 없이 XR 기기를 착용한 상태에서 직관적으로 전체 시각화 공간을 디자인할 수 있으며, 가상의 손을 임의의 3차원 공간에 자유자재로 위치시킬 수 있는 인터랙션을 통해 거대한 3차원 공간을 효과적으로 활용할 수 있다. 우리는 사용자 연구를 통해 제안된 시스템이 시각화 제작과 공간 활용의 사용성을 크게 향상시시키는 것을 확인하였다.
스크래치 프로그래밍은 교육용 프로그래밍 언어 (EPL)로써 각광을 받고 있으며, 특허 초등학교 아동의 수준에서 접근성, 직관성이 뛰어나 교육현장에서 점차 활용도가 높아지고 있다. 그러나 현재까지의 연구는 그 효과성을 다시한번 입증하거나 프로그래밍 교육에 효과적이라는 내용들이 대부분이었다. 따라서 본 연구에서는 초등학교 교육현장에서 교과교육과 연계하여 활용할 수 있는 가능성을 알아보고 적용할 수 있는 구체적인 방법을 제안하였다. 현재 교육과정 중에서 초등학교 수학과 내용 중 5-가 단계에 편재되어 있는 2. 무늬만들기 단원을 통하여 스크래치 프로그래밍을 통한 교과학습이 이루어 질 수 있는 방법을 제시하였으며, 스크래치가 갖는 프로그램의 수행과정을 시각적으로 확인 할 수 있고 창의성을 신장한다는 장점이 반영되었다.
이해하기 쉽고, 병렬 동작을 표현할 수 있으며, 이식성이 좋은 시각 병렬 프로그래밍 환경인 ESTGVP가 설계, 구현된다. 이를 위해, 기존의 상태 전이 그래프를 동기식 혹은 비동기식 병렬 동작을 포함할 수 있도록 확장시킨 확장 상태 전이 그래프(ESTG)가 제안된다. ESTGVP는, 확장 상태 전이 그래프와 텍스트를 병용하고 있으며, 순차 및 병렬 프로그래밍 작업을 이해할 수 있다. Tcl로 설계 구현되어 있으므로, 다양한 운영체제 환경에서 실행할 수 있어 높은 이식성을 가지고 있다. ESTGVP에 있어서, 주 기능은 편집, 변환, 실행으로 구성되어지며, 필요시 C언어와 Tcl 언어로 변환될 수 있으며, 실행은 Tcl을 기반으로 이루어진다.
시각(Visual) 프로그램 개발은 프로그램 엔진 모듈에 대한 개발과 함께, 사용자 인터페이스 설계로 인해 더 많은 개발 시간과 노력을 필요로 한다 빠르고 효과적인 시각 프로그램 개발을 위해 개발자의 능력과 업무 분야에 맞게 시각 프로그램의 엔진 부분과 사용자 인터페이스 코드를 나누어 개발하는 것이 바람직하다. 분업화된 시각 프로그램 개발은 동시에 여러 개발자의 참여를 가능하게 할 수 있다. 그러나, 오프라인 회의를 통한 공동 개발은 개발자간의 공간적, 시간적 독립성을 보장하지 못하며, 즉각적인 협의를 제한하기 때문에 비효율적이다 본 논문은 개발자간 개발 독립성과 협동성을 동시에 만족하는 네트워크 기반의 시각 프로그램 공동 개발 환경을 제안한다. 제안하는 공동 개발 환경은 개발 시각 프로그램을 내부 로직과 사용자 인터페이스로 나누어 개발이 가능하며, 각 개발자의 독립적 개발을 보장하고, 개발자간 필요한 의견과 정보 교환을 지원하는 협업 프로그램 개발 환경이다.
코딩교육의 의무화로 인해 조기 교육을 위한 코딩교육 프로그램이 성행한다. 하지만 이는 시각 중심적이라 실제 프로그래밍 언어를 접할 때 어려움이 많다. 이를 최소화하기 위해 만든 Python 블록 코딩 웹은 JavaScript, Arduino, Python, Web을 이용하여 시각중심의 블록을 드래그하여 실제 쓰이는 프로그래밍 언어로 바꿔주는 시스템을 개발하였다.
이번에는 자바와 관련된 신기술들을 개괄적으로 살펴보면서 자바의 무한한 가능성과 미래를 엿보기로 한다. 한가지 주의할 것은 적어도 이글을 읽는 동안에는 특정 프로그래밍 언어나, 운영체제 등에 가지고 있는 편견을 버리고 순수하고, 객관적인 시각에서 자바를 바라 보았으면 하는 바램이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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