시간 내 일을 마치기
정렬 네트워크
개요
컴퓨터가 빠르기는 하지만, 컴퓨터가 문제를 해결하는데 분명히 한계가 있다. 컴퓨터의 속도를 높이는 방법 중의 하나는 여러 대의 컴퓨터로 문제를 나누어서 해결하는 것이다> . 이번 활동에서, 동시에 여러 개를 비교해서 정렬할 수 있는 정렬망(sorting networks)에 대해 알아봅니다.
교과학습 연계
- 수학 : 숫자 레벨 2 이상. 숫자 탐색: 이상, 이하.
기술
- 비교하기
- 정리하기
- 알고리즘 개발하기
- 협업으로 문제 해결하기
나이
- 7세 이상
학습 교재
- 야외 활동에 필요한 것들.
- 분필이나 그릴 것
- 6장 카드로 구성된 복사본 두벌: 복사 마스터 정렬네트워크 카드 (77 페이지)를 오려 붙이세요.
- 초시계(stopwatch)
언플러그드 활동 동영상
| 한글 동영상 | 영어 동영상 |
|---|---|
정렬 네트워크 (Sorting Network)
먼저 활동을 시작하기 전에, 지면에 아이가 걸을 정도 크기로 네트워크 다이어그램을 그립니다. 교실에서는 큰 종이나 시트를 사용하면 좋습니다.
지시사항
이번 활동에서는 정렬 네트워크를 사용해서 컴퓨터가 어떻게 난수를 정렬하는지 학습할 것입니다.
- 아이들을 6 명이 1 조가 되도록 구성합니다. 한번에 한팀(6명 1조)만 정렬 네트워크게임을 할 수 있습니다.
- 각 조원은 숫자가 적힌 카드를 받습니다.
- 각 조원은 무작위로 섞여 왼편(들어가기) 사각형 위에 섭니다. 뒤죽박죽으로 번호 순서가 섞여야 합니다.
- 각 조원은 화살표 선을 따라 움직이고, 원(‘○’)에 도착하면 다른 조원이 도착할 때까지 기다립니다.
- 친구 조원이 ‘○’’ 곳까지 왔다면 당신의 카드와 친구의 카드를 비교해 봅시다. 작은 숫자 카드를 가지고 있는 사람은 왼쪽 줄을 따라 이동합니다. 더 큰 숫자 카드를 > 가진 사람은 오른쪽 줄을 따라 이동합니다.
- 반대쪽 끝에 모두 도착했을 때, 정렬이 제대로 되었는지 확인합니다.
잘못되면 다시 처음부터 다시 시작합니다. 예를 들면, 네트워크 접점(‘○’)에서 작은 숫자는 왼쪽으로, 그렇지 않으면 오른쪽으로 진행한다는 것을 제대로 이해할 수 있는지 > 확인합시다.
컴퓨터 과학 핵심 개념
오늘날 컴퓨터를 점점 더 많이 사용함에 따라 더 빠르게 컴퓨터가 정보를 처리해주기를 원합니다.
컴퓨터 속도를 높이는 방법은 동일한 작업을 수행함에 있어 더 적은 연산절차(활동 6과 7에서 학습)를 가진 프로그램을 작성하는 것입니다.
문제를 더 빠르게 해결하는 다른 방법은 동시에 같은 작업을 나누어서 다수 컴퓨터로 작업을 수행하는 것입니다. 예를 들어, 숫자 6개 정렬 네트워크에서, 6개 숫자를 > 정렬하기 위해서 12번의 비교가 필요하지만, 동시에 최대 3회 비교를 한번에 수행했다. 이것이 의미하는 것은 정렬에 걸리는 시간이 5회 비교작업 시간과 동일하다는 것이다. > 이 병렬 네트워크는 목록을 순차적으로 비교하여 처리하는 것보다 두배 이상 빨리 정렬할 수 있다.
모든 작업이 병렬처리를 통해서 빨라질 수 있는 것은 아닙니다. 한 사람이 10 미터 도랑을 판다고 상상해 봅시다. 만약 10 사람이 1 미터씩 도랑을 판다면, 10 미터 파는 > 작업은 훨씬 빠르게 끝납니다. 하지만 동일한 전략이 10미터 깊이 땅굴을 팔 때는 사용될 수 없습니다. 첫 1 미터 작업이 끝날 때까지 다음 1미터 작업을 할 수 없기 > 때문입니다. 컴퓨터 과학자들은 컴퓨터를 병렬로 작동함으로써 빠르게 문제를 해결하는 방법을 찾으려고 적극적으로 노력하고 있습니다.