컴퓨팅적사고 5주차

이번에 배운 강의 다룬 주제는 "컴퓨팅 사고의 배경 및 이해"입니다. 내용에는 컴퓨팅 사고의 배경, 컴퓨팅 사고의 생성, 컴퓨팅 사고와 개념, 컴퓨팅 사고의 주요 특성, 지넷 윙의 컴퓨팅 사고, 등 다양한 지식을 배웠습니다.

 

컴퓨팅 사고의 배경 및 이해

컴퓨팅 사고의 배경
● 앨빈 토플러가 주장한 ‘정보화의 물결’이 현실화된 시대
● 인터넷과 스마트폰을 통해 엄청난 속도로 정보 전달
● 사물인터넷과 빅데이터의 시대가 머지않아 전개될 것
● 인공지능에 대한 관심과 연구가 급격히 확대되는 추세
● 일상적인 사고와는 다른 컴퓨팅 사고에 대한 관심이 급증
● 다양하고 복잡한 문제 해결을 위해 컴퓨팅 사고 능력 필요
● 4차 산업혁명의 추진을 위한 컴퓨팅 사고의 필요성 커짐

컴퓨팅 사고의 생성
컴퓨팅 사고의 생성
● 전통적인 아날로그적 인간 사고가 변해야 한다는 주장 대두
● 2006년 카네기 멜런 대학의 윙 교수가 컴퓨팅 사고 주창
● ‘컴퓨팅 사고’는 컴퓨터과학자들이 문제 해결을 위해 사고하는 방법과 그와 관련된 기본적인 문제 해결 기술로부터 출발
● 컴퓨팅 사고, 컴퓨터, 문제 해결 등의 키워드로 표현 가능

컴퓨팅 사고와 개념
● 컴퓨팅 사고는 컴퓨터과학자에게만 적용되는 것이 아님
● 누구에게나 일반적으로 적용되는 사고방식과 기술의 집합
● 배우고 익혀서 사용할 가치가 충분하다고 주장
● ISTE , CSTA의 컴퓨팅 사고를 정의하는 바탕
● 인간의 사고 능력과 컴퓨터의 능력을 통합한 사고
● 복합적 사고를 통해 창의적 문제 해결의 핵심 능력으로 주목
● 복잡한 문제를 알고리즘적인 방법으로 해결, 효율적인 결과

컴퓨팅 사고의 주요 특성
● 인간의 사고와 컴퓨터의 능력을 통합한 사고
● 컴퓨터과학자들이 문제 해결을 위해 사고하는 방법에서 출발
● 문제를 효율적으로 해결하는 사고 능력
● 복잡한 문제도 일정한 틀에 맞추어 사고하면 매우 효율적임
● 최근 각국에서 컴퓨팅 사고와 관련된 교과과정을 신설 중
● 소프트웨어 교육의 최종 목적은 컴퓨팅 사고 인재 육성
● 거의 모든 분야의 문제 해결에 다양하게 응용 가능

지넷 윙의 컴퓨팅 사고
● 2006년 지넷 윙 교수 기고문 발표, ‘컴퓨팅 사고’ 전파 시작‘컴퓨터처럼 생각하는 능력은 누구에게나 보편적인 필수 역량’
● “컴퓨팅 사고 기술은 컴퓨터과학자에게만 국한되지 않고, 모든 사람들에게 필요한 근본적인 기술이다.”라고 강조
● 컴퓨팅 사고가 다양한 분야에도 적용될 수 있다는 점 역설

컴퓨팅 사고를 통한 능력 향상
● 복잡한 것을 자신감 있게 다루는 능력
● 어려운 문제들을 지속적으로 다루는 능력
● 애매한 것을 인내심을 가지고 다루는 능력
● 다양한 해답이 있을 수 있는 열린 문제를 다루는 능력
● 공통적 문제 해결을 위해 다른 사람들과의 의사소통과 협력하는 능력

컴퓨팅 사고의 모델
● 윙 교수의 모델과 CSTA 등의 모델 등 여러 종류가 있음
● 핵심적인 면에서는 대동소이
● 저자가 통합하여 재구성한 컴퓨팅 사고의 7단계 모델 제안
● 쉬운 개념 이해와 응용에 중점을 두어 설명할 예정

컴퓨팅 사고의 7단계 모델
1 문제 분석 단계
- 주어진 문제나 시스템에 대한 논리적 분석을 통하여 핵심사항들을 구체적으로 점검하고 분석
2 데이터 수집과 표현
- 문제 해결과 관련된 정보들을 컴퓨터를 통하여 수집하며,
- 데이터를 적절한 그래프, 차트, 영상 등의 형태로 표현
3 분해 단계
- 복잡한 문제를 보다 쉽게 다룰 수 있도록 여러 개의 작은 부분들로 쪼개어 분해
4 패턴인식 단계
- 문제로부터 유사성과 패턴들을 발견
- 문제 내에서의 패턴, 경향, 규칙성 등을 관찰하여 인식
- 문제 사이에서의 유사성을 살펴 찾아냄
5 추상화 단계
- 문제에서 필요 없는 부분들을 걸러냄
- 꼭 필요한 것만을 분리해내어 집중하는 과정
- 복잡한 문제나 아이디어를 단순화
- 핵심적인 개념에 초점을 맞추어 일반적인 원리를 찾아냄
6 알고리즘 단계
- 문제나 유사한 문제들을 해결하는 일련의 논리적인 지시
- 문제에 대한 단계적인 해결책, 설명, 지시 사항들을 설계
7 평가 단계
- 알고리즘의 정확성, 해답의 적절성, 효율성 등을 최종 점검
- 평가 완료 후에는 알고리즘을 기반으로 코딩함
- 최종적으로 컴퓨터를 작동시켜 원하는 결과 도출

분해, 패턴인식, 추상화, 알고리즘
● 분해, 패턴인식, 추상화, 알고리즘의 4가지 요소가 핵심
● 컴퓨팅 사고에 접근할 수 있는 지름길
● 어떤 문제는 위의 4가지 단계를 모두 거침
● 네 단계 중 일부만 거치게 되는 경우가 대부분임

구글 모델에 대한 추가 설명
● 데이터 수집과 표현 등 7가지는 7단계와 모두 같음
● 그 외 시뮬레이션, 병렬화, 자동화 단계가 차이점임
● 3가지는 ‘깊은 사고’라기보다는 컴퓨터의 활용과 관계