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e-Science 기반 계산화학 교육환경(e-Chem) 설계
Design of e-Science Gateway for Computational Chemistry 원문보기

한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(B), 2010 June 30, 2010년, pp.231 - 235  

안부영 (한국과학기술정보연구원) ,  서정현 (한국과학기술정보연구원) ,  김지영 (한국과학기술정보연구원) ,  조금원 (한국과학기술정보연구원) ,  차지영 (한남대학교)

초록
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요즘 들어 컴퓨터 처리 능력의 향상에 따라 사이버인프라스트럭처(Cyberinfrastructure)를 이용하는 계산과학이 주목을 받고 있다. 그 중에서도 대용량 데이터의 복잡한 계산과 시뮬레이션을 동반하는 계산화학 연구 분야에서의 컴퓨터 활용은 매우 중요하다. 계산화학을 간단하게 설명하자면 컴퓨터를 이용한 계산을 통하여 이론 화학의 문제를 다루는 화학의 한 분야라고 말할 수 있다. 계산화학 분야의 연구를 위하여 고성능 컴퓨터와 데이터를 처리, 분석하는 계산화학 도구는 이론연구자 및 실험연구자 모두에게 있어 필수적인 요소이다. 더불어 계산화학 연구자간의 협업과 원격지에 있는 사이버인프라스트럭처 자원의 활용을 위해 e-Science 환경에서의 연구 및 교육 환경이 개발되어야 한다. 이에, 본 논문에서는 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 보유 및 운영하고 있는 사이버인프라스트럭처(고성능 컴퓨터, 초고속 네트워크)를 기반으로 컴퓨터에 익숙하지 않은 계산화학 관련 연구자 및 전공자들이 인터넷 상에서 계산화학 분야 교육을 받을 수 있는 e-Science 기반 계산화학 교육을 위한 환경을 설계하고자 한다. 이를 위해 1) 세계적으로 유명한 GridChem, CICC, NBCR 웹사이트를 이용하여 발표된 논문을 분석하였으며, 2) 분석된 결과를 가지고 주로 사용되는 계산화학 도구의 통계를 산출하여, 3) 이를 바탕으로 KISTI 사이버인프라스트럭처를 활용한 e-Science 기반 계산화학 교육 환경(e-Chem)을 설계하였다.

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문제 정의

  • e-Chem의 분자 시뮬레이션 기능은 입력된 파라미터에 따라서 편집된 분자를 3D로 시뮬레이션하는 기능이다. JMOL 오픈 소스 애플릿을 채택하되 향후 독자적인 개발을 모색하는 방향으로 수행하려고 한다.
  • 이를 통해 e-Chem의 활용 가능성을 확인하였다. e-Chem의 목적은 컴퓨터에 익숙하지 않은 계산화학 관련 연구자 및 전공자들이 컴퓨터를 이용하여 계산화학 실험을 쉽게 할 수 있도록 사이버 교육환경을 제공하는 것이다.
  • 이렇게 조사된 내용을 가지고 서울대, 서강대 등에서 계산화학 강의를 하는 교수와 조교들에게 면담을 통한 개발 타당성 및 향후 활용을 위한 요구사항 조사를 실시하였다. 조사된 요구분석 사항을 기반으로 계산화학분야 연구자 및 전공자를 지원하기 위한 e-Science 기반 계산화학분야 교육 환경인 e-Chem의 전체적인 설계를 수행하였다.
  • 2장에서 조사한 내용을 가지고 서울대, 서강대 등에서 계산화학을 강의하는 교수와 조교들을 대상으로 면담을 실시하여 e-Science 기반의 계산화학 교육 환경 개발을 위한 요구사항 조사를 실시하였다. 이를 통해 e-Chem의 활용 가능성을 확인하였다. e-Chem의 목적은 컴퓨터에 익숙하지 않은 계산화학 관련 연구자 및 전공자들이 컴퓨터를 이용하여 계산화학 실험을 쉽게 할 수 있도록 사이버 교육환경을 제공하는 것이다.
  • 지금까지 일부의 논문을 통한 계산화학 도구를 조사하여 e-Chem을 개발하기 위한 기본 자료를 살펴보았다. 본 연구에서 수행한 조사는 다소 편협적인 면이 있다고 할 수도 있지만 사이버인프라스트럭처를 이용하는 계산 화학이라는 특정 분야에서 주로 사용되는 분석도구(소프트웨어)를 파악할 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
계산과학이란? 계산과학(Computational Science, Scientific Computing)은 과학이나 공학에서 수치적 방법과 컴퓨터 계산을 이용하여 문제를 해결하는 분야이다. 계산과학은 계산과 컴퓨터 그리고 정보처리 자체에 관해 연구하는 전산학과는 구분된다.
계산화학이란? 계산과학 중에서 계산화학(Computational Chemistry)이란 컴퓨터를 이용한 계산으로 이론화학의 문제를 다루는 화학의 분야 중 하나이다. 복잡계에 속하는 화학 문제는 컴퓨터의 힘을 이용하여야만 풀 수 있는 경우가 많다.
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