xwMOOC 라즈베리 파이

컴퓨터는 어떻게 생각하나?

학습 목표

컴퓨터가 특정 동작을 수행하도록 순차적으로 명령어를 입력한다.
라즈베리파이 환경을 설정하고 나서, 모양을 생성하도록 파이썬에 명령을 전달한다.

들어가며

컴퓨터는 어떻게 생각할까? 이번 학습을 통해서 컴퓨터와 로봇이 작업을 완수하는데 일련의 명령을 수행하는 방법을 생각해 보게 된다. 이번 학습의 상당한 부분이 처음으로 라즈베리파이를 사용하는 학생에게 투여된다. 라즈베리파이 로그인, 파이썬3 즉 IDLE3 열기, 단순한 모양을 만드는데 약간 코딩을 해서 명령어를 순차적으로 타이핑한다.

시작

먼저, 로봇 역할을 수행할 학생을 세명 혹은 네명을 뽑는다. 그리고 나서 로봇 역할을 제외한 나머지 학생을 3팀 혹은 4팀으로 나눈다. 교실 주위 혹은 미로를 로봇이 도는 경주를 팀을 나눠 수행한다. 학교외부에서 작업을 수행할 수도 있다. 로봇에게는 일단 가만히 있으라고 하고, 명령이 주어지면 명령을 따르도록 주의를 준다. 그리고 나서 경주를 시작한다.

경주를 할때, “앞으로 10걸음 이동” 혹은 “오른쪽으로 90도 회전” 같은 명령만 사용하도록 한다. 경주를 통해 승자가 가려진 뒤에, 로봇에 명령을 전달하는데, 로봇이 명령을 수행하는데 각 팀마다 맞닥드린 문제에 대해 토의한다. 로봇이 스스로 결정을 내리지 못하도록 질문을 길게 해서 시간을 끌어서 학생들이 좌우 회전과 이동걸믕에 대해 매우 구체적이 되도록 한다.

컴퓨터는 정해진 순서로 명령문을 하나씩 순차적으로 실행하면서 동작하는 것을 설명한다. 주어진 순서로 작성된 명령문을 프로그램(Program) 이라고 부른다. 각 프로그램은 제어흐름(control flow) 에 따라 실행된다; 어떤 명령문이 실핼되는지 기술하고, 다음 명령어는 무엇이 될지 기술한다.

주요 활동

라즈베리파이를 연결시켜 놓고, 채팅 로봇 프로그램이 실행되도록 한다. 라즈베리파이 보드를 집어들고, 학생들에게 들고 있는 것이 무엇이라고 생각하는지 묻는다. 들고 있는 것이 실제로 컴퓨터라고 설명하고, 이제 이 컴퓨터로 무언가 특별한 것을 할 것이라고 일러둔다. 다른 사람이 우리를 위해 개발한 앱과 게임을 실행하는 대신에, 우리와 채팅하는 로봇을 만들 프로그램을 스스로 개발할 예정이다.
책상위에 라즈베리 파이 부품을 모두 올려놓고 시작한다: 키보드, 마우스, 스피커, SD 메모리 카드, 전원장치, 모니터, 모니터 케이블, 라즈베리파이. 수업중 학생에게 각 부품 명칭이 무엇인지, 하는 역할이 무엇인지 기술하게 하고 라즈베리파이에 각 부품을 연결시킨다. 마지막으로 전원을 인가시켜 부팅되는 것을 함께 지켜본다. 또다른 시연으로 SD메모리카드를 그대로 두고, 라즈베리파이를 부팅하게 만들지만 결국 아무런 동작도 되지 않게 된다. 그렇게 되면, 라즈베리파이가 시작하는 방법을 시작하게 만드는 명령문 집합이 메모리 카드에 포합되어 있다는 것을 알려준다. 라즈베리파이가 부팅되고 나면, 사용자 인증을 위해 로그인 프롬프트가 떠 있는 것을 확인한다.
학생들에게 라즈베리파이 장비를 켜고, 사용자명으로 pi를 입력하고, 비밀번호로 raspberry를 입력시켜 로그인한다.

비밀번호를 타이핑할 때 어떤 텍스트도 볼 수 없지만, 정상적으로 비밀번호가 입력되고 있다는 것에 주목한다. 왜 비밀번호 입력할 때 그런 일이 일어난다고 생각되는가? 힌트: 만약 어깨 너머 누군가 비밀번호를 보게 되면 어떤 일이 일어날까?

다음으로 그래픽 사용자 환경을 startx를 타이핑해서 활성화시킨다. 데스크톱이 올라여면, Main Menu 다음에 Programming 을 클릭하고 Python 3 를 선택해서 Python 3 혹은 IDLE3 를 어떻게 여는지 보여준다.

튜링 테스트는 파이썬3를 사용한다. IDLE을 실행시키면 코드는 동작되지 않는다.

학생들에게 파이썬3 혹은 IDLE3 가 하는 역할이 파이썬 프로그래밍 언어를 사용해서 간단한 프로그램을 작성하게 하는 응용프로그램 혹은 환경이라고 설명한다. 코드를 작성하고, 편집하고, 실행시킨다.
명령어를 순차적으로 한줄씩 한줄씩 타이핑해서 도형을 그리는 방법을 학생에게 시연한다. 도형 그리기 작업을 완수하는데 필요한 단계에 대한 자세한 사항은 워크쉬트를 참조한다.
데스크톱에 Shut Down 아이콘을 클릭해서 라즈베리파이를 종료시킨다.