• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.47-57
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• 2017

본 연구는 중학생을 대상으로 컴퓨팅 사고력 기반의 창의적 문제해결(이하 CT-CPS) 수업모형을 통해 설계한 소프트웨어 수업을 적용하여, 인지적, 정의적 영역에서의 효과성을 분석하기 위하여 수행하였다. 이러한 연구의 목적을 달성하기 위해 본 연구자는 이론적 배경 탐색을 통해 인지적 정의적 활동을 수행할 수 있도록 CT-CPS 수업모형 기반의 소프트웨어 수업을 설계하였다. 이후 이를 중학교 소프트웨어 수업에 적용하고, 수업의 전, 후에 3가지 검사를 실시하였다. 연구 결과 3가지 검사의 인지적, 정의적 영역에 해당하는 대부분의 요소에서 통계적으로 유의한 향상이 관찰되었고, 중학생의 소프트웨어 수업에서 CT-CPS 수업모형의 인지적, 정의적 영역에서의 효과성 검증과 시사점을 논할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제61차 동계학술대회논문집 28권1호
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• pp.281-283
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• 2020

본 연구는 2015년 교육과정에 명시된 정보교과의 운영방침과 중등학교 소프트웨어 교육 현황을 분석하고, 이에 대한 문제점을 해결 할 수 있는 방안으로 창의적 문제 해결력을 통한 소프트웨어 교육 모형을 제안한다. 창의적 문제 해결력은 확산적 사고와 수렴적 사고를 통해 학생들이 문제 해결에 필요한 사고를 키울 수 있는 모형이다. 이에 본 논문에서는 컴퓨팅 사고력을 가진 창의·융합 인재 육성이라는 소프트웨어의 교육 목표를 달성하기 위해 기존의 CPS모형과 CT의 요소간의 유사점을 확인하고 이를 바탕으로 새로운 CPS-SW 모형을 제안한다. CPS-SW 모형으로 컴퓨팅 사고력과 창의적 문제해결력을 키울 수 있으며, 이를 통해 미래 사회에 필요한 인재육성을 위한 소프트웨어 교육의 발전에 기여하고자 한다. 또한 CPS-SW 모형을 적용할 수 있는 프로그램과 학생들이 창의적 문제해결력을 키울 수 있는 학습에 대한 연구가 필요할 것으로 예상한다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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• 한국컴퓨터교육학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.3-6
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• 2018

2015 개정 교육과정에 따라 2019년 3월부터 초등학교 5~6학년 학생을 대상으로 소프트웨어 교육이 실시된다. 궁극적인 소프트웨어 교육의 목표는 컴퓨팅 사고력을 갖춘 창의 융합형 인재를 양성하는 것이다. 이를 위해 초등학교에서는 알고리즘과 프로그래밍의 체험을 통해 소프트웨어 기초 소양을 함양하는 것을 목표로 한다. 이러한 컴퓨팅 사고력을 수업에 효과적으로 적용하기 위해 전용주(2017)는 소프트웨어 및 컴퓨팅에 관련된 사고과정과 원리를 실생활의 소재와 관련지어 창의적이고 능동적으로 그 해결방안을 구현해가는 과정으로 제시할 수 있는 수업 구성 원리인 CT-CPS 수업 모형을 개발하였다. 또한 교육부는 2015 개정 교육과정 실시 전, 소프트웨어 교육을 위한 선도학교를 전국에 지정하여 운영하였다. 선도학교에서의 소프트웨어 교육과정을 분석한 결과 주로 컴퓨팅 사고력의 구성요소 중 알고리즘과 자동화에 초점이 맞춰져 있었다. 엔트리와 스크래치와 같은 블록 프로그래밍 도구를 사용한 코딩교육과 로봇교육을 주로 실시했고, 실제 문제에 대한 학생들이 자료를 직접 다루는 시간은 찾아보기 힘들었다. 컴퓨팅사고력 향상을 위해서는 학생들이 실제 자료를 수집, 분석, 표현해보는 활동이 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서 NetsBlox을 활용하고자 한다. NetsBlox는 학생들에게 익숙한 블록형 프로그래밍 도구로 실제 데이터를 온라인상에서 쉽게 받아와서 수집, 분석, 표현을 하게 도와주는 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 초등학생을 위한 NetsBlox를 활용한 CT-CPS기반 프로그래밍 수업을 설계하고자 한다.

• 정보과학회 논문지
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• 제45권1호
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• pp.36-44
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• 2018

4차 산업혁명의 도래로 인하여 자율주행 자동차, 지능 로봇 등을 구현을 위한 ICT 분야의 기술 개발이 시급히 요구되고 있다. 특히 융합 IT를 기반으로 하는 모든 시스템들이 센서나 액추에이터와 연동하는 CPS(Cyber Physical Systems) 형태로 개발되고 있다. 기존의 CPS 명세는 단일 시스템의 행위만을 명세하였기 때문에, 초연결성과 초융합성을 갖는 4차 산업혁명 시대의 CPS 시스템이 갖는 협업 및 다양성 측면에 명세는 충분히 제시되지 못하였다. 특히 실시간적 특성을 갖는 다양한 응용에서는 더욱 협업적 특성을 고려한 행위 모델링이 이루어지지 못하였다. 본 논문에서는 이러한 실시간 협업 환경에서 임무를 수행하는 CPS용 임베디드 소프트웨어를 개발할 때, 어떠한 비기능 요구사항이 식별되어야 하는가를 정의한다. 이러한 요구사항은 ISO 25010 표준에 근거하여 도출하며, 실시간 협업을 위해 상태 기반의 Timed Process를 이용하여 정형적으로 명세한다. 도출된 비기능 요구사항들은 추후 CPS 기반의 새로운 임베디드 소프트웨어에 대한 요구사항을 정의하기 위해 재사용될 수 있을 것이며, 이를 통해 CPS의 품질만족도를 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.167-168
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• 2009

CPS는 소프트웨어 시스템에 의해 제어되는 물리적인 디바이스들의 결합으로 엄격한 실시간 및 물리적인 자원의 제약속에서 작업을 수행한다. CPS가 다양한 분야에 응용되기 때문에 이기종 CPS 간의 통합문제도 종종 일어나게 된다. 본 논문에서는 이기종 CPS들의 상호작용을 위해 상호운용성이 높은 웹서비스 기법을 도입한다. 제안기법은 CPS 디바이스를 서비스로 추상화하여 상호운용성을 높이는 방식을 적용하였으며, CPS 디바이스를 지원하기 위해 기존 웹서비스 구조에 서비스 브로커를 추가한다. 제안기법의 서비스 브로커는 CPS 디바이스와의 의미론적 상호 운용성뿐만 아니라 수집된 정보 통합 및 서비스 합성과 디바이스 관리를 수행한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권11C호
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• pp.1152-1157
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• 2002

본 논문에서는 voice gateway응용에서 널리 사용되어지는 AAL2 프로세서의 구현과정에 대해 기술하였다. 본 프로세서는 음성과 프레임 모드 데이터를 서비스하기 위한 CPS와 SSCS를 지원한다. 또한 4개의 ATM 가상연결을 지원하며, 그 연결은 총 1020개의 AAL2채널을 포함한다. ATM 셀 인터페이스로 UTOPIA Level 1을 사용하고, 음성 채널 인터페이스로 4개의 TDM포트를 갖고 있다. TDM포트에는 PCM과 ADPCM데이터가 존재한다. 대부분의 AAL2프로세서들은 소프트웨어로 구현되어 있거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 혼합으로 되어 있다. 그러므로 데이터를 처리하는데 어느 정도의 지연이 있게 된다. 그러나 본 논문의 프로세서는 하드웨어로 구현되어 있기 때문에 CPS와 SSCS에 대해 매우 적은 처리지연을 보이고 있다. 또한, CPS 패킷들의 루프백과 스위칭이 가능하게 구현되었고, TDM채널에 대해서도 역시 스위칭과 루프백이 가능하도록 구현되었다. 구현된 프로세서의 특징은 CPS와 SSCS의 so부 구조가 소프트웨어의 함수를 보는 듯하다는 것이다. 또한 그 블록을 포함하는 다른 블록들을 설계 시 재사용되어 질 수 있으며, 대용량의 채널을 수용할 때에도 응용 가치가 높다고 사료된다.

• 전자통신동향분석
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• 제29권4호
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• pp.72-81
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• 2014

최근 CPS(Cyber-Physical Systems)는 IoT(Internet of Things), 빅데이터 기술과 함께 미래 전력산업의 핵심 키워드로 등장하고 있다. CPS는 산업의 중심이 하드웨어에서 소프트웨어로 빠르게 전환하고 있는 현시점에서 기존의 물리시스템 혹은 물리프로세스를 효율적이고 안전하며 지능적으로 만들고 운영하기 위한 기술이다. 지난 2007년 미국을 중심으로 기술개발이 시작된 이래 다시금 새로운 전환기를 맞이하고 있다. 미국은 지난 2013년 제 2기 PIF(Presidential Innovation Fellow)의 주도로 SmartAmerica Challenge라는 이름으로 새로운 가치와 일자리 창출을 위한 국민생활 밀착형 대규모 CPS 융합 프로그램을 추진 중이다. 이를 통해 미국은 학술적이고 이론적인 CPS R&D 전략으로부터 보다 현실적으로 국부를 창출할 수 있는 개방형 R&BD형의 CPS 기술발전을 모색하고 있다. 본고에서는 CPS의 태동 배경으로부터 최근 SmartAmerica Challenge에 이르는 전반적인 CPS 기술동향을 조망하고 향후 우리의 나아갈 바를 제언하는 것으로 글을 맺고자 한다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권2호
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• pp.293-300
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• 2018

본 연구에서 4차 산업 시대에서의 보안의 트랜드 변화와 보안위협, 4차 산업 시대의 보안 시스템 등 4차 산업 시대의 보안 시스템에 대해서 나타내었다. 4차 산업 시대는 ICT에서 IoT로 CPS보안으로 위협요소가 변화되며, 이에 따른 보안 패러다임 변화와 보안 시스템도 변화하여야 한다. 특히 CPS 보안을 해결하기 위해서는 환경적 보안과 관리적 보안이 더 중요하다. 4차 산업 시대 보안은 개별시스템에 대한 맞춤형 보안으로 변화하여야 제품 생산 설계에서 하드웨어와 소프트웨어가 융합된 보안 기술이 개발 초기부터 변화하여야 한다고 제안한다. 4차 산업의 보안 시스템은 네트워크와 같은 단일 시스템에서의 보안 시스템에서 개별시스템으로 다양한 기기들과 플랫폼들을 수용할 수 있는 보안 시스템으로 CPS 보안 시스템으로 설계 및 구현을 제안한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권2호
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• pp.41-56
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• 2019

제조 클라우드는 여러 공장이 연결되어 단일 공장처럼 구성되어 사용자의 요구사항에 유연하게 대처할 수 있는 새로운 제조 패러다임이다. 이러한 기능을 제공하는 제조 클라우드 시스템은 클라우드 컴퓨팅, 사물인터넷, 인공지능과 같은 컴퓨팅 기술을 활용하여 분산되어 있는 제조 시설 간의 협업을 통한 유연 생산에서 안정성, 고신뢰성, 연동성 등을 제공하는 일종의 대규모 CPS이다. 제조 클라우드 CPS는 많은 수와 다양한 종류의 이기종 서브시스템들로 구성되어 있는데 이 때문에 서브시스템 간 연동, 데이터 교환, 시스템 통합 등에 문제가 발생할 수 있어 대규모의 제조 클라우드 CPS을 구성하는데 어려움을 겪고 있다. 본 논문에서는 이러한 어려움을 극복하기 위하여 제조 클라우드를 체계적으로 분석하고 분석 결과를 바탕으로 제조 클라우드 CPS를 효과적으로 지원할 수 있는 플랫폼 참조 모델을 제안한다. CPS 분석 방법론인 CPS 프레임워크를 활용하여 제조 클라우드 CPS의 기능적, 인간적, 신뢰성, 시간적, 데이터 및 구성의 측면에서 사용자 요구사항을 도출하고 이들을 분석하여 확장성, 구성성, 상호 작용성, 신뢰성, 시간성, 상호 운용성, 지능성의 영역에서 시스템 요구사항을 정의한다. 정의된 제조 클라우드 CPS 시스템 요구사항을 바탕으로 플랫폼을 구성하기 위하여 IoT 플랫폼 표준인 oneM2M의 요구사항에 매핑하고 oneM2M 구현물인 Mobius를 통하여 요구사항 지원성 검증 실험을 수행하였다. 수행 결과를 분석하여 현재 사물인터넷 플랫폼의 제조 클라우드 CPS 지원성을 확인하고 이를 확장하여 대규모 제조 클라우드 생산을 지원하는 플랫폼 참조 모델을 제안한다.

• 정보과학회지
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• 제31권12호
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• pp.16-28
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• 2013