한국산학기술학회논문지 Vol. 10, No. 4, pp. 818-823, 2009 모바일기기 PDA 를이용한 E-Learning Contents 에대한 XML 기반검색시스템 박용빈 1*, 양해술 2 1 중국연변과학기술대학컴퓨터전자통신공학부 2 호서대학교벤처전문대학원정보경영학과 XML-based Retrieval System for E-Learning Contents using mobile device PDA Yong-Bin Park 1* and Hae-Sool Yang 2 1 School of Computer, Electronic and Comunication Engineering, Yanbian Univ. of Science & Technology 2 Division of Information Management, Hoseo Univ. Graduate School of Venture 요약웹은다양한정보의제공면에서크게기여하고있다. 특히인적자원개발과교육을목적으로하는매체로서웹의역할은중요하다. 더욱이웹을통한 E-Learning은각기업체와교육기관에중요한역할을감당하게되었다. 또한웹에서의수많은교육컨텐츠를관리하고검색하기위해서는무엇보다도다양하고빠른검색이요구되어진다. 그러나현재웹에서대부분을차지하고있는정보는 HTML 구성되어많은제한을가지고있다. 이에대한해결방안으로웹문서의표준으로 XML을구성하고그에대한다양한검색기능들이다양하게확장연구되어지고있다. 더욱이 AJAX는오래된어떤기술과새로운기술양면성을가지고있다. 그것은이미존재하는기술과전에는전혀고려하지않았던기술들을결합하였기에새로운기술이라고본다. 한편 AJAX는 Web 2.0을보완하며많은웹기술들이결합된기술로본다. 본논문에서는 E-Learning에서의 XML과 AJAX에의한 non-xml의다양한컨텐츠를모바일기기인 PDA를이용하여검색할수있는검색시스템을제안한다. Abstract Web is greatly contributing in providing a variety of information. Especially, as media for the purpose of development and education of human resources, the role of web is important. Furthermore, E-Learning through web plays an important role for each enterprise and an educational institution. Also, above all, fast and various searches are required in order to manage and search a great number of educational contents in web. Therefore, most of present information is composed in HTML, so there are lots of restrictions. As a solution to such restriction, XML a standard of Web document, and its various search functions is being extended and studied variously. Moreover, any technology, AJAX, and the old and new technology has two sides. The technology already exists, and it was not even considered before, because new technology is combined technologies. AJAX is a lot of Web 2.0 and Web technologies complement are combined. This paper proposes a search system able to search XML, AJAX in E-Learning or various contents of non-xml. Key Words: XML, DTD, Schema, XSLT, AJAX, E-Learning 1. 서론 인터넷의발전과웹의보편화로인해정보의양이크 게증가하였다. 또한웹에서대부분의정보는 HTML로구성되어있다. 이러한 HTML 문서의한정된태그의집합으로는다양한정보를검색하기에한계에이르게되었 * 교신저자 : 박용빈 (yongbinpark@gmail.com) 접수일 09 년 02 월 27 일수정일 (1 차 09 년 03 월 23 일, 2 차 09 년 04 월 06 일 ) 게재확정일 09 년 04 월 22 일 818
모바일기기 PDA 를이용한 E-Learning Contents 에대한 XML 기반검색시스템 다. 이에대한해결방안으로 W3C(World Wide Web Consortium) 에서는차세대웹문서의표준으로 XML(eXtensible Markup Language) 를제안하여여러가지검색기능들이다양하게확장연구되어지고있다. 또한인터넷의급격한성장은학습과교육의중요한매체로이용하게되었다. 특히 E-Learning 분야의다양한컨텐츠들은학생들로하여금새로운학습환경과학습자원을공유하게되었다. 그러나효율적인사이버학습환경을제공하고학습자의학습현황을유지하면서기존의방대한컨텐츠를온라인에서도활용할수있도록 XML 데이터형식으로저장, 검색할수있어야한다. 본논문에서는이러한기본요건을충족하면서모바일기기 PDA를이용하여다양한학습켄텐츠를활용할수있는 XML 기반의사이버학습시스템을설계구현하고자한다. 본논문의구성은 2장에서 XML과 AJAX에대한관련연구와 E-Learning에대한개요, 그리고 XML 관련질의에대한비교를하며, 제3장에서시스템구성과강의컨텐츠 DTD와그에대하여 XQuery를이용한검색을구현하도록한다. 2.2 XSLT XSLT Processor는플랫폼별로, 프로그램언어별로수십가지가존재한다. 각 XSLT Processor마다나름대로의 XSLT 트리모델로소스문서와 XSLT문서를결과트리로구성하여사용자가원하는형태로결과를출력해준다. 그림 1은 XSLT프로세서의여러가지출력형태를보여준다. 일반적으로 XML문서를다른형태의 XML문서나 HTML 문서로변환하는경우가가장많지만사용자가원한다면일반텍스트형식으로출력할수있다. 2. 관련연구 2.1 XML XML(eXtensible Markup Language) 은 W3C(World Wide Web Consortium) 에서제안한언어로서웹상에서구조화된문서가전송, 교환, 검색이가능한표준화된텍스트형식의언어이다. 일반적으로인터넷에서사용하고있는 HTML(Hyper Text Markup Language) 의한계를극복하고 SGML(Standard Generalized markup Language) 의복잡함을해결하는방안으로사용자가새로운태그를정의할수있는기능이추가되었다. SGML과마찬가지로 XML은확장성 (extensible) 이뛰어나며개방적인마크업언어이다. 즉, 문서에새로운태그를추가할수있고, 텍스트안에구조적인데이터를포함할수있다. 실제그태그의집합은각각의목적에따라누구든지확장할수있다. 그러나 XML은의미구조나태그집합을제공하지않지만, 마크업언어를기술하는메타데이터로서태그와태그사이의구조적인관계를정의할수있는기능을제공한다. XML은미리정의된태그집합이없기때문에어떠한의미구조도미리만들어져있지않다. XML문서의의미구조는이문서를처리하는어플리케이션또는스타일시트가정의한다. [ 그림 1] XSLT Processor Output 2.3 AJAX Ajax(Asynchronous JavaScript and XML) 는웹프로그래밍의한종류이며, 하나의기술이아니라여러가지기술이복합된방법론또는기술적인종합에의한구현을뜻한다. Ajax에사용된기술을보면 XHTML과 CSS를사용한표준설계에동적표시, DOM을사용한상호작용, XML과 XSLT를이용한자료교환과조종, XmlHttpRequest를이용한비동기자료검색, 모든것을결합시켜정리해주는자바스크립트등이고루섞여있다. 그러므로 ' 브라우저와서버사이의통신에는 XML를사용하고, 사용자가보는브라우저화면의인터페이스로는자바스크립트를이용하는기술 ' 로개념을잡을수있다. 기술적으로보자면 ' 웹서버-브라우저 ' 의구조사이에 Ajax가중간에위치한 ' 웹서버-Ajax엔진-브라우저 ' 의구조로바뀐다. 819
한국산학기술학회논문지제 10 권제 4 호, 2009 [ 그림 2] 전통적인웹어플리케이션모델과 AJAX 웹어플리케이션모델비교 또한 AJAX는오래된어떤기술과새로운기술양면성을가지고있다. 그것은이미존재하는기술과전에는전혀고려하지않았던기술들을결합하였기에새로운기술이라고본다. 더욱이 AJAX는 Web 2.0을보완하며많은웹기술들이결합된기술로본다. 2.4 E-Learning 시스템가장최근에는웹을이용하여교육과인적자원개발을목적으로하는경우, E-Learning이라는용어가적용되기시작하였다. E-Learning은인터넷을기반으로상호작용을극대화함으로써분산형열린학습공간을추구하는교육유형이면서급격히확산되는 E-Business의한유형이라고볼수있다. 인터넷과디지털테크놀로지의급속한발전으로발생한웹은시간적, 공간적제약없이자료와정보를활용하게하는매우강력한기술이다. 이는세계를하나의공간으로묶어주고, 양방향상호작용을가능하게할뿐아니라, 최신정보를보유한동적, 경제적, 민주적인교수-학습매체가되고있다. 인터넷은학습자의요구에부응하고학습자중심의교육과다양한훈련의기회를제공하며, 웹을기반으로하는학습형태로 E-Learning, 웹기반의학습, 웹기반교육, 분배훈련, 고차원분배학습, 원격학습, 온라인학습, 원거리학습, 교실외학습등다양한용어로불리고있다. [ 그림 3] E-Learning 물리적시스템구성도 3. 시스템설계및구현 3.1 시스템개요 강의컨텐츠 XML문서를저장하게되면 DB엔진인 X-Machine 내에서 XML문서Object Processor에의해 XML Storage에저장된다. 본시스템에서는질의언어로 XQuery를사용한다. XQuery는 XPath Specification을기반으로만들어졌으며, 기본적인 XPath 기능에추가로데이터정렬등의확장기능을가진 XML 데이터질의언어이다. XQuery를이용하여 XML 데이터를요청하면 X-Machine 내의 Query Interpreter가이를분석하고, Object Composer를거처 XML 형태로결과를받게된다. 여기서 X-Node는 Oracle9i와같은 RDBMS와같은강의컨텐츠데이터 source를 XML로통합하는기능을제공한다. 또한 X-Tension은사용자정의함수를 Server에확장모듈로추가할수있도록한다. 3.2 강의컨텐츠 DTD 수업이진행되면서각 Chapter 단위별로분리하여웹에게시되어진다. 각 Chapter의정보로는교과과목코드, 교과목명, 장번호, 장제목, 강의컨텐츠, 실습자료, 참고자료로이루어진다. 강의컨텐츠는여러번에걸쳐서게시 820
모바일기기 PDA 를이용한 E-Learning Contents 에대한 XML 기반검색시스템 할수있으며, 실습자료, 참고자료는선택이가능하도록했다. 가상수업이진행을하면서강좌별단위 (Chapter별) 로웹에게시된다. Chapter의정보는장번호, 장제목, 강의교육내용 (Contents), 그리고실습예제, 자료 ( 유틸리티포함 ) 등이올수있다. 프로그래밍이나기타컴퓨터언어교육상실습예제가소스부분을대부분을차지하므로그부분에프로그램요소를정의했다. 그리고다른인용문 ( 파워포인트, 글, 워드, 엑셀,...) 과동영상이나이미지, 그리고실제사이버강의 ( 전자칠판, 지휘봉에의한파워포인트강의 ) 등이포함될수있다. 일반적으로텍스트형태인자료들은 XML 형태의데이터로저장되어나중에출력형태를웹으로구현하며파일을전송하고공유하는데유용한정보가가능하도록한다. 그리고동여상이나이미지, 기타멀티미디어강의자료도 non-xml형태이지만정보공유와구현에가능하도록하였다. 그림 4는강의컨텐츠에대한소스를보여준다. <!ELEMENT sfop_leture (sfop_ch_lec_code, sfop_ch_lec_name, sfop_ch_head, sfop_ch_title, sfop_ch_exercise*, sfop_ch_ref?, sfop_ch_contents+)> <!ELEMENT sfop_ch_lec_code (#PCDATA)> <!ELEMENT sfop_ch_lec_name (#PCDATA)> <!ELEMENT sfop_ch_head (#PCDATA)> <!ELEMENT sfop_ch_title (#PCDATA)> <!ELEMENT sfop_ch_exercise (#PCDATA)> <!ELEMENT sfop_ch_ref (#PCDATA)> <!ELEMENT sfop_ch_contents EMPTY> <!NOTATION Power_Point SYSTEM "http://yb.woto.net/program/powerpnt.exe"> <!NOTATION Hwp SYSTEM "http://yb.woto.net/program/hwp.exe"> <!NOTATION Moving_Image SYSTEM "http://yb.woto.net/program/wmplayer.exe"> <!NOTATION e_board SYSTEM "http://yb.woto.net/program/gbtplayer.exe"> <!NOTATION e_image SYSTEM "http://yb.woto.net/program/acdsee32.exe"> <!ATTLIST sfop_ch_contents SRC CDATA #REQUIRED TYPE NOTATION (Power_Point Hwp Moving_Image e_board e_image) #IMPLIED> <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <xs:schema xmlns:xs = "http://www.w3.org/2001/xmlschema" xmlns:tsd = "http://namespaces.softwareag.com/tamino/taminoschema Definition" > <xs:annotation> <xs:appinfo> <tsd:schemainfo name = "non_xml"> <tsd:collection name = "non_xml_col"/> <tsd:doctype name = "non_doc"> <tsd:nonxml/> </tsd:doctype> </tsd:schemainfo> </xs:appinfo> </xs:annotation> </xs:schema> [ 그림 5] 강의컨텐츠 Schema 3.4 시스템검색구현및실험결과본시스템에대한시스템운영체제, DB 및웹서버, 어플리케이션언어에대한구성은아래그림 6과같다. O/S : Win2003 Server Relational Database: MS-SQL Server 2003 Native XML DB : Tamino XML Server 4.2.1 Web Server : Apache HTTP Server 2.0.48 ApplicationTool: Windows CE Pocket PC 2002 ApplicationLanguage: Embedded Visualasic 3.0 [ 그림 4] 강의컨텐츠 DTD 3.3 멀티미디어강의컨텐츠 Schema 그림 5는강의컨텐츠스키마를기술한것이다. Non XML인다양한멀티미디어컨텐츠도저장이가능하고그에대한검색도용이한다. [ 그림 6] 시스템구성도 821
한국산학기술학회논문지제 10 권제 4 호, 2009 [ 표 1] 전통적인방식과 AJAX 를이용한 Query Speed 비교분석 [ 그림 7] X-Query 를이용한검색결과 그림 7에서구현한 X-Query 검색언어는 W3C에서노드와권고안으로발표한 XQL과 XPath 1.0 표준을이용하여검색한화면이다. XML 혹은 non-xml문서를검색하는경우, 문서구조를노드단위로내비게이션을할때에는 XPath 1.0 표준을기초로하여 XQL기반으로하는독자적인질의식을이용하여저장된 non-xml 데이터에대한검색을수행하였다. [ 그림 8] ADO.NET 을이용한 PDA 에서의 non-xml 데이터검색구현 수행한검색방법은데이터베이스 MS-SQL 을 ADO.Net 을이용한검색을구현하였다. ADO.NET은비연결지향적인환경에최적화하여 XML을데이터교환수단으로사용하였다. 4. 결론및향후연구방향 본논문에서는 XQuery와 Tamino에서제공하는 X-Query와 ADO.NET을이용하여 PDA에서의 XML 및 non-xml기반의사이버강의컨텐츠검색에대한시스템을제안하였다. 텍스트위주의강의컨텐츠에서그림, 동영상, 사이버강의컨텐츠를포함한다양한멀티미디어컨텐츠를효율적인검색을 PDA에서구현해보였다. 더욱이기존논문에서는단순한 XML검색기법을보여주었다. 그러나본논문에서는기존에구현한단순검색기법과더불어 AJAX기술을이용하여서버에로드를적게부여하였고모든데이터정보들을 XML형태로가져왔다. 더욱이인터페이스처리를클라이언트에서처리하므로표. 1에서보는바와같이시뮬레이션데이터양이적은관계로점차적인형태로보여주나, 만약대량의데이터검색에서는이미서버로부터비동기적형태로처리하여데이터가클라이언트에더욱빠른속도로보여줄것이다. 향후과제로는학습자가사용하기쉽게다양한모바일기기에서구현하여언제어디서어느기기, 어떤플랫폼에서도검색을용이하도록설계해야하며, 효율적인검색을위한다각적인인덱싱기법과자연언어처리를통합한음성인식에대한다양한검색기법연구가수행되어야한다. 822
모바일기기 PDA 를이용한 E-Learning Contents 에대한 XML 기반검색시스템 참고문헌 [1] Extensible Markup Language (XML) 1.0, World Wide Web Consortium Recommendation, [2] 김채미, 최학열, 김심석," XML Camp", seoul, Mite Press, 2001. [3] Mark Birbeck 외 12인공저 / 김종민, 노영만공역, Professional XML 2nd Edition", 서울, 정보문화사, 2002. [4] R, Allen Wyke, Sultan Rehman, Brad Leupen저 / 이재훈, 김종민역, Programming XML", 서울, 정보문화사, 2002. [5] 김영숙, 조성호공저, XML Bible, Samyang Press co., 2001. [6] Dave Crane, Eric Pascarello, Darren James, "AJAX in Action", Manning Publications Co. [7] Lee, Insook, "E-Learning: New Paradigm in Cyberspace", seoul, Muneum Publishing co, 2002. [8] Kang, MyeongHee, Lee, MiHwa, Song, SangHo, "E-Learning Strategies",SeoHyun Press co.,2004. 양해술 (Hae Sool Yang) [ 정회원 ] 1975 년 2 월 : 홍익대학교전기공학과졸업 ( 학사 ) 1878 년 2 월 : 성균관대학교정보처리학과 ( 석사 ) 1991 년 3 월 : 日本오사카대학정보공학과 SW 공학전공 ( 공학박사 ) 1975 년 3 월 1979 년 6 월 : 육군중앙경리단전산장교 1980 년 3 월 1995 년 5 월 : 강원대학교전자계산학과교수 1986 년 1 월 1987 년 12 월 : 日本오사카대학객원연구원 1995 년 5 월 2002 년 12 월 : 한국 S/W 품질연구소소장 1999 년 11 월 현재 : 호서대학교벤처전문대학원교수 < 관심분야 > 소프트웨어공학 ( 특히, S/W 품질보증과평가및품질감리, 프로젝트관리, CBD 기반기술, IT 품질경영 박용빈 (Yong Bin Park) [ 정회원 ] 1983 년 2 월 : 고려대학교산업공학과졸업 ( 학사 ) 2002 년 2 월 : 광운대학교정보과학기술대학원 ( 석사 ) 2009 년 2 월 : 서울벤처정보대학원대학교컴퓨터응용기술학과 ( 박사과정 ) 1997 년 3 월 1999 년 2 월 : 연변과학기술대학정보전산처교육지원부처장 2004 년 3 월 현재 : 연변과학기술대학컴퓨터응용연구소소장겸임 2000 년 3 월 현재 : 연변과학기술대학부교수 < 관심분야 > E-Learning, DataBase, XML, SoftWare Engineering, Mobile Programming 823