소프트웨어(한 권으로 시작하는)

- 세상을 읽는 눈, 미래를 여는 힘, 소프트웨어

제4차 산업혁명, 인공지능, 5G, 빅데이터, 자율주행 자동차 등 시대를 바꿀 새로운 개념들은 이제 혁신을 넘어 우리 일상 속에서 흔하게 사용되고 있다. 세상은 사람들이 상상한 그 이상으로 급격하게 변하고 있으며, 그 혁신의 한가운데 '소프트웨어'가 있다. 이와 동시에 과연 소프트웨어란 무엇인지, 코딩은 어떻게 하는 건지, 로봇이 중요한 일을 해낸다는 미래에 대비하려면 어떤 능력을 갖춰야 하는지, 확실한 답을 찾지 못한 사람들의 걱정과 궁금함도 커지고 있다. 이는 우리만의 문제는 아니다. 전 세계가 변화하는 미래를 위해 소프트웨어 교육에 엄청난 관심을 쏟고 있으며 필수 교과로 지정해 준비하고 있다. 우리나라에서도 이런 흐름에 발맞춰 소프트웨어 교육이 학교 교육과정에서 필수로 지정되었다. 이렇게 엄청난 변화는 시작되었는데, 안타깝게도 관련된 개념에 대한 이해에서부터, 현재 어떻게 변화하고 있으며, 그 중요성은 얼마나 크고, 미래는 어떻게 준비해야 하는지, 그 내용에 대해 잘 모르는 사람들이 많다. 특히 앞으로 다가올 세상을 준비해야 하는 청소년들은 더더욱 그렇다.



- 처음 만나는 완벽한 소프트웨어 입문서

이 책을 쓴 한옥영 선생님은 모든 사람들이 컴퓨터를 이해하고 차별 없이 소프트웨어로 세상의 주인공이 될 수 있는 그날을 꿈꾸며 오늘도 열심히 교육 현장에서 애쓰고 있다. 관련 분야의 최전선에서 일하는 교육자로서 소프트웨어와 관련해 많은 것을 보여주고, 가르쳐주고 싶은 마음에 이 책을 썼다. 누구보다 이 책이 필요하고, 또 기다릴 사람들을 위해서 한 단계씩, 개념부터 차근차근 설명하고자 노력했다. 이 책은 청소년뿐만 아니라 세상이 주목하는 소프트웨어가 무엇인지 간절히 알고 싶지만, 아직도 먼 이야기로만 느끼는 사람들 모두를 위한 것이다. 이 책을 통해 세상을 변화시키는 놀라운 소프트웨어가 무엇인지 이해하는 데 도움을 받을 수 있을 것이다.

특히 저자가 당부하는 것은 자녀들에게 사교육을 통한 코딩 학습을 강요하려는 부모들에게 전하는 진심 어린 충고다. 코딩을 익히는 것이 중요한 것이 아니라 코딩을 할 수 있는 사고력과 코딩이 가져오는 결과를 이해하는 것이 그보다 훨씬 더 중요하다.

코딩을 잘 하기 위해서는 논리력과 사고력, 문제 해결 능력이 필요하다. 우리는 이것을 '컴퓨팅 사고력'이라 부르며, 읽고(Reading) 쓰고(wRiting) 계산(aRithmetic)하는 세 가지 기본 능력(3R)과 더불어 21세기가 요구하는 필수 능력에 컴퓨팅 사고력을 포함시키고 있다. 세상이 요구하는 인재는 사고력을 가진 문제해결자이지, 단순히 코딩 몇 줄을 더 잘하는 사람이 아니라는 것을 꼭 기억해야 한다.



- 세상의 주인공은 바로 나!

이 책은 어렵지 않고 흥미롭게 읽을 수 있도록 전문적인 지식을 깊이 다루고 있지 않다. 가벼운 마음으로 소프트웨어로 인해 변화하는 세상에 대한 상식을 알고자 한다면, 이 책을 적극 추천한다. 변화하는 세상을 이해하기 힘들다고 세상으로부터 자신을 단절시키지 말고, 이 책을 통해 세상의 변화를 이해하고 세상을 이끄는 큰 파도에 동참하길 저자는 간절히 바라고 있다.



핵심은 창의적 문제해결 능력!



"컴퓨팅 사고력, 코딩, 인공지능 등 중요한 핵심 키워드를 중심으로 정리해 막연하게 느꼈던 개념들을 쉽게 이해할 수 있게 도와준다.

미래의 주인공인 청소년은 물론 변화하는 미래와 직업, 특히 초·중·고 교육과정에 관심이 많은 학부모와 교사까지 참고할 내용이 풍부하다."



- 세상에서 제일 똑똑한 컴퓨터: 컴퓨터의 실체를 만나다

현재 전 세계가 소프트웨어에 주목하고 있다. 소프트웨어를 알아야만 미래 사회에서 살아남을 수 있다고 예측하고 있다. 도대체 왜 이토록 소프트웨어에 관심이 쏠리고 있는 것일까? 그 이유는 간단하다. 세상에서 제일 똑똑한 것은 '컴퓨터'라고 세상이 인정하기 시작했기 때문이다. 인간이 쉽게 계산할 수 없는 복잡한 수식의 답을 불과 1초도 채 안 되는 짧은 시간에 내놓는 컴퓨터를 보거나, 5천 년 긴 역사를 가진 바둑의 승자가 인간이 아니라 컴퓨터라는 사실을 볼 때 컴퓨터가 똑똑한 것은 증명되었다. 컴퓨터의 능력이 인간의 능력보다 훨씬 뛰어나다는 것이 입증되었기에, 전 세계는 컴퓨터를 이해하도록 소프트웨어 교육에 더 많은 노력을 기울이고 있다.

우리는 단순히 '컴퓨터'라는 하나의 대상으로만 알았지만, 함께하는 가족이 많이 존재하는 것을 하드웨어 구조를 통하여 검토해 본다. 또 0과 1로만 이루어진 세상에서 다양한 정보를 어떻게 표현하는지도 살펴본다. 컴퓨터가 사용자가 요구한 내용을 처리하여 답을 제시하기 위하여 디지털 논리 회로가 일하고 있는 것 또한 검토한다. 실질적으로 컴퓨터가 작동되려면 컴퓨터에 알맞은 운영체제가 필요한 것과 그 운영체제의 지원으로 우리가 필요한 응용 소프트웨어를 사용할 수 있음을 언급해서 설명한다.



- 컴퓨터의 꽃, 소프트웨어: 미래로의 연결고리, 소프트웨어를 이해하라!

세상의 주목이 소프트웨어로 몰리고 있다. 전 세계가 앞다투어 '소프트웨어 중심사회'로 진입하고 있다며, 국가적인 투자와 노력을 아끼지 않고 있다.

미래창조과학부가 정의한 소프트웨어 중심사회란 '소프트웨어가 혁신과 성장, 가치 창출의 중심이 되고 개인·기업·국가의 경쟁력을 좌우하는 사회'를 말한다. 쉽게 말하면 우리의 삶과 소프트웨어를 분리할 수 없으며, 소프트웨어가 경쟁력이 된다는 의미이다. 이러한 우리 삶의 변화 속도가 워낙 급격하기에, 우리는 이러한 변화를 '4차 산업혁명'이라 일컫고 있다. 4차 산업혁명의 중심은 단연 소프트웨어다.

소프트웨어 중심사회에서는 방대한 자료를 관리하는 능력이 있어야 한다. 4차 산업혁명 시대는 '사물인터넷'(IoT)이 핵심 주제어 중 하나이며, 우리가 일상생활에서 접하는 사물들이 인터넷으로 연결되어 자료를 생성하고, 생성된 자료에 의하여 소프트웨어가 관리하는 것이다. 이것은 네트워크의 발달로 가능해지며, 수많은 사물들이 쏟아내는 자료를 네트워크로 받아 처리하는 과정에서 '빅데이터'가 생성되는 것이다. 생성된 방대한 양의 자료를 저장하고 관리하기 위하여 '클라우드 컴퓨팅' 기술이 각광받고 있다. 자료들이 쌓여가며 스스로 학습하고 최선의 답을 찾아주는 '인공지능', 그중에서도 '기계학습'(machine learning: 머신 러닝)이 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이러한 기술의 발달은 우리의 활동 범위를 현실 세계에만 국한시키지 않고, 가상의 세계로까지 확대시키고 있다. 이렇듯 격변하는 시대에 중심에 있는 소프트웨어를 이해하고, 시대의 변화에 발맞춰 경쟁력을 확보하는 것은 이제 선택이 아니라 필수라고 할 수 있다. 이처럼 4차 산업혁명 시대를 우리에게 이끌어 준 소프트웨어! 소프트웨어를 이해하는 자만이 미래 세계로 거침없이 나아갈 수 있을 것이다.



- 소프트웨어를 탄생시키는 코딩 :창의적 문제해결 능력이 답!

그렇다면 도대체 소프트웨어는 어떻게 만들어지는 것일까? 소프트웨어란 컴퓨터 하드웨어를 이용하여 사용자가 원하는 작업을 실행해 주는 프로그램에 해당한다. 즉, 컴퓨터에게 일을 시키기 위해서는 소프트웨어가 필요하다. 사용자가 원하는 일을 컴퓨터에게 시키기 위해서는 사용자가 컴퓨터에게 '명령'을 내려야 하며, 동시에 컴퓨터는 사용자가 지시한 명령을 '이해'할 수 있어야 한다. 여기서 사용자의 명령은 '코드'로 구성되며, 이 코드를 만드는 작업을 바로 '코딩'이라 한다.

결과적으로 컴퓨터에게 명령을 지시하는 코딩을 통하여 소프트웨어가 탄생하는 것이다. 이때 코딩이 컴퓨터에서 제대로 작동되기 위해서 코딩은 당연히 컴퓨터가 이해하는 언어로 작성되어야 한다. 컴퓨터가 이해하는 언어는 컴퓨터 프로그램을 작성하는 언어에 해당하며, 우리는 이를 '프로그래밍 언어'라고 한다. 프로그래밍 언어를 사용하여 명령어를 작성하는 것이 바로 코딩이다. 즉 우리가 다른 나라의 언어를 배워서 사용하듯이 컴퓨터의 언어를 배워서 사용하는 것이 코딩이다.

문장의 구성을 어떻게 할 것인지 생각해야 하는 것처럼 소프트웨어를 만들 때는 어떻게 명령어를 구성할 것인지 설계할 수 있어야 한다. 여기서 우리는 '컴퓨팅 사고력'이 필요하다. 우리가 원하는 문제해결을 위하여 필수적으로 요구되는 것이 바로 컴퓨팅 사고력인 셈이다.

여기에서는 코딩의 정체성이 무엇인지, 또 코딩을 하려면 반드시 필요한 컴퓨팅 사고력에 대해 알아본다. 이와 더불어 프로그래밍 언어에 대하여 소개하고, 실제로 어떻게 코딩을 하는 것인지 설명한다. 하지만 코딩과 컴퓨팅 사고력으로 문제해결을 하면서 추가적으로 요구되는 능력은 바로 창의력이다. '창의적 문제해결 능력'이 미래 사회를 열 수 있는 열쇠임을 확인해 보기로 하자.

모두가 소프트웨어 개발자가 될 필요는 결코 없다. 그러나 자신의 영역에서 인정받고 자신의 인생을 주도적으로 이끌어가기 위해서는 문제해결 능력이 반드시 필요하다. 남들과 똑같은 문제해결로는 더 나은 세상을 만드는 핵심 역할을 담당할 수 없다. 창의적 문제해결 방법을 제시할 수 있어야만, 이 세상을 변화시키고 더 나은 세상을 만들 수 있는 세상의 주인공이 될 수 있다.



- 코딩으로 준비하는 미래 인재 : 코딩과 친구 되어 미래의 주인공이 되자!

우리는 소프트웨어를 이해하는 것에서 더 나아가 소프트웨어를 만들어낼 수 있어야 한다. 그렇다고 모두가 프로그래머가 되라는 뜻은 아니다. 본인이 프로그램을 작성할 수 없더라도, 프로그램을 만들어 문제를 해결할 수 있는 방법을 제시할 수 있어야 한다. 그것도 평범한 방법이 아닌 창의적인 방법으로 말이다.

프로그램을 만드는 것이 바로 코딩이 아니냐고 물을 수 있다. 그러나 자신이 프로그램을 직접 만들지 않더라도 프로그램의 구성 원리 즉, 소프트웨어를 만드는 코딩의 원리를 이해하고 있다면, 그 원리에 알맞게 문제해결 방법을 제시할 수 있다. 그 문제해결 방법에 따라 코딩 기술이 뛰어난 누군가 혹은 코딩을 직접 할 수 있는 인공지능이 제시한 문제해결 방법대로 소프트웨어를 만들 수 있다. 즉, 우리는 '코딩을 직접 하는 사람'이 아 니더라도 '코딩을 통하여 문제해결을 할 수 있는 사람'으로 성장해야 한다. 사실 계속해서 코딩을 이야기하지만, 실제는 문제해결에 대하여 이야기하는 것이다.

코딩을 배운다는 것은 문제해결을 위한 논리를 이해하는 것이고, 결국 우리가 살아가고 있는 세상, 즉 소프트웨어 중심사회를 이해하는 방법을 깨닫는 것에 이르는 것을 의미한다. 이 말은 우리가 사는 세상을 이해하기 위해서는 반드시 소프트웨어를 이해해야 하며, 소프트웨어를 이해하려면 논리적 문제해결을 이해하고 또한 코딩을 통하여 이러한 문제해결을 학습해야 하는 것이다. 결과적으로 세상과 소통하기 위해서는 코딩의 이해가 필수적이다. 이제 이 책을 읽고, 행동할 때다. 당장 컴퓨터 앞에 앉아 코딩에 도전하라! 그러면 다가올 미래의 주인공은 바로 여러분 자신이 될 것이다!

들어가는 말



Ⅰ. 세상에서 제일 똑똑한 컴퓨터

1 0과 1밖에 모르는 바보 천재, 너는 누구니? #비트

2 나의 가족을 소개합니다 #하드웨어 구조

3 모든 것을 표현해주마! #정보 표현 방법

4 어떻게 답을 찾는지 궁금한가요? #디지털 논리 회로

5 나에게 생명을 불어넣어 주는 착한 친구! #운영체제

6 운영체제의 도움으로 살아갑니다 #응용 소프트웨어

컴퓨터의 실체를 만나다



Ⅱ. 격변의 시대 한가운데 서 있는 소프트웨어

1 새로운 혁명은 시작되었다 #4차 산업혁명

2 소프트웨어란 무엇인가? #소프트웨어 중심사회

3 모든 것들이 정보를 제공한다 #사물인터넷(IoT)

4 정보를 받아들일 길을 열어 주세요! #5G #네트워크

5 정보들이 계속 쌓여가요! #빅데이터

6 정보를 함께 모아두기로 해요! #클라우드 컴퓨팅

7 정보들이 스스로 답을 찾아요! #인공지능 #머신러닝

8 내 사전에 불가능은 없다 #가상현실 #증강현실

미래 세계로의 연결고리, 소프트웨어를 이해하라



Ⅲ. 소프트웨어를 탄생시키는 코딩

1 코딩을 이해하자! #코딩 개념

2 도대체 왜 코딩에 열광하는가? #why coding #미래 열쇠

3 코딩을 아는 사람과 코딩을 모르는 사람으로 구분된다! #21세기의 라틴어

4 코딩만 잘하면 되는가? #컴퓨팅 사고력

5 컴퓨터와 소통하는 언어로 만들어요! #프로그래밍 언어

6 어떻게 코딩할 것인지 설계하려면? #알고리즘

7 설계 내용을 정리해 주세요! #순서도

8 명령을 내려주세요! #순차문 #선택문 #반복문

9 지식보다 귀한 창의력의 가치를 아시나요? #창의력

창의적 문제해결 능력이 답!



Ⅳ. 코딩으로 준비하는 미래 인재

1 소프트웨어의 소비자가 아닌 창조자로 거듭나자! #개발자

2 소프트웨어 기초교육은 초등학교부터 시작됩니다 #초등학교 교육 #소프트웨어 기초교육

3 컴퓨팅사고력을 통한 실생활의 문제해결은 중학교 과정에서! #중학교 교육 #실생활의 문제해결

4 고등학교에서도 선택으로 공부해요 #고등학교 교육 #컴퓨팅 사고력 활용

5 코딩의 영역은 어디까지인가? #알파고 #자율주행 자동차 #드론 #AI #3D 프린팅 #안면 인식 #미래의 직업세계

코딩과 친구 되어 미래의 주인공이 되자!

한옥영 서울에서 태어나 어릴 때부터 피아노를 전공해 예원학교에 다녔다. 더 넓은 세상에서 공부하고 싶어 미국으로 건너가 캔자스대학교(The University of Kansas)에서 피아노 건반 대신 키보드를 치며 컴퓨터를 전공했다. 이어서 캘리포니아 주립 대학교 전산실에서 시스템 분석가로 일하며 석사 학위를 받았다. 우리나라 컴퓨터 기술 발전에 기여하고픈 마음에 삼성전자 컴퓨터 부문 개발실에 경력 특채로 선발되어 귀국했다.

컴퓨터 분야에서 여성 전문 인력이 부족함이 늘 아쉬웠기에 후배 양성을 위해 카이스트 박사과정에 진학했으며, 덕성여대 연구교수가 되었다. 벤처 바람이 불어와 9년 동안 몸담았던 덕성여대를 나와 사업에 뛰어들었으나 가르치는 일이 천직인지 교수 시절이 그리워 2000년부터 성균관대 컴퓨터학과 겸임교수로 현재까지 학생들을 가르치고 있다.

소프트웨어를 만든다는 것은 결국 사람을 위한 일이고, 무엇보다 사람에 대한 이해와 공감, 사랑이 그 바탕이라고 믿고 있다. 소프트웨어를 사용할 사람에 대해 더욱 잘 이해하기 위해 심리 상담 과정을 수료하고 자격증을 따서 상담 봉사를 7년 이상 하고 있다. 또 컴퓨터교육을 더 잘 할 수 있도록 교육학 박사 학위도 받았다. 미래창조과학부의 SW 인문포럼 위원으로 활동하며 소프트웨어와 사람을 연결하는 연구를 맡아 진행했다. 또 서울교대 영재 과정에 등록된 초등학생 및 중학생들의 교육을 진행했고, 경상북도 컴퓨터 관련 영재 학생들을 대상으로 한 소프트웨어 교육을 맡기도 했다. 대안 학교에 다니는 고등학생들을 위한 소프트웨어 교육도 추진한 바 있다.

지은 책으로는 『2017 ICT기반 국가미래전략』(교육부분 집필), 『컴퓨팅사고력 향상을 위한 문제해결과 알고리즘』(공저), 『컴퓨팅사고를 위한 파이선 입문』(집필 중)이 있다. 모든 사람들이 컴퓨터를 이해하고 차별 없이 소프트웨어로 세상의 주인공이 될 수 있는 그날을 꿈꾸며, 오늘도 열심히 소프트웨어 교육 현장에서 애쓰고 있다. 이 책은 그 결과물로서 막연히 소프트웨어와 미래 변화에 두려움을 가진 모두를 위한 것이다.