[논문 리뷰] Software Use in Astronomy: an Informal Survey

Ivelina Momcheva, Erik Tollerud|arXiv (Cornell University)|2015. 07. 14.

Scientific Computing and Data Management인용 수 31

한 줄 요약

이 연구는 1,142명의 천문학자들을 대상으로 한 비공식적 설문 조사에서 90%가 맞춤형 소프트웨어를 작성하고 있음에도 불구하고, 그 중 단 8%만이 소프트웨어 개발 분야에서 상당한 훈련을 받았음을 밝혀냈다. 가장 널리 사용되는 도구는 파이썬(67%), IDL(44%), C/C++(37%), 포트란(28%)이며, 모든 경력 단계에서 소프트웨어 교육이 부족한 상황을 보여주며 천문학 분야에서 공식적인 소프트웨어 교육의 심각한 격차를 드러낸다.

ABSTRACT

We report on an informal survey about the use of software in the worldwide astronomical community. The survey was carried out between December 2014 and February 2015, collecting responses from 1142 astronomers, spanning all career levels. We find that all participants use software in their research. The vast majority of participants, 90%, write at least some of their own software. Even though writing software is so wide-spread among the survey participants, only 8% of them report that they have received substantial training in software development. Another 49% of the participants have received "little" training. The remaining 43% have received no training. We also find that astronomers' software stack is fairly narrow. The 10 most popular tools among astronomers are (from most to least popular): Python, shell scripting, IDL, C/C++, Fortran, IRAF, spreadsheets, HTML/CSS, SQL and Supermongo. Across all participants the most common programing language is Python ($67\pm 2\%$), followed by IDL ($44\pm 2\%$), C/C++ ($37\pm 2\%$) and Fortran ($28\pm 2\%$). IRAF is used frequently by $24\pm 1\%$ of participants. We show that all trends are largely independent of career stage, area of research and geographic location.

연구 동기 및 목표

• 현대 천문학 연구에서 사용되는 소프트웨어 도구의 보편성과 다양성을 평가하기 위해.
• 다양한 경력 단계와 지리적 지역에서 천문학자들이 소프트웨어 개발 분야에서 받는 공식 훈련 수준을 평가하기 위해.
• 천문학 공동체에서 가장 흔히 사용되는 프로그래밍 언어와 소프트웨어 환경을 특정하기 위해.
• 높은 수준의 소프트웨어 사용과 낮은 공식 훈련 수준 사이의 괴리를 분석하기 위해.
• 현재 소프트웨어 교육 분야의 격차를 파악하여 향후 천문학 교육 과정 및 훈련 이니셔티브를 설계하기 위해.

제안 방법

• 세계 각지의 천문학자들을 대상으로 온라인 설문 조사(구글 폼)를 실시하여 전문 네트워크 및 학회를 통해 배포하였다.
• 소프트웨어 사용, 훈련 이력, 프로그래밍 언어 선호도, 인구통계학적 정보(경력 단계, 연구 분야, 거주 지역)를 수집하였다.
• 모든 경력 수준과 지역에서 참여한 1,142명의 응답자 데이터를 기반으로 기술통계를 사용하여 도구 인기와 훈련 수준을 요약 분석하였다.
• 이전 설문 조사(예: 소프트웨어 지속 가능성 인스티튜트)와의 비교를 통해 연구 결과를 더 넓은 연구 소프트웨어 트렌드 맥락에서 해석하였다.
• 익명화된 데이터와 분석 코드를 사용하였으며, 투명성과 재현 가능성을 확보하기 위해 깃허브에 공개하였다.
• 자유 형식의 의견을 수집하고 분석하여, 훈련에 대한 욕구, 언어 이동, 소프트웨어 작업의 인식 등 질적 주제를 도출하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 천문학자들 중 얼마나 많은 비율이 자신의 연구를 위해 맞춤형 소프트웨어를 작성하는가?
• RQ2 다양한 경력 단계와 지역에서 천문학자들 사이에서 소프트웨어 개발 분야의 공식 훈련은 얼마나 보편적인가?
• RQ3 천문학 연구에서 가장 흔히 사용되는 프로그래밍 언어와 소프트웨어 도구는 무엇인가?
• RQ4 경력 수준, 연구 하위 분야, 지리적 지역에 따라 소프트웨어 관행과 도구 선호도는 어떻게 다를까?
• RQ5 천문학 분야에서 소프트웨어 훈련과 소프트웨어 개발의 인식에 대해 공동체는 어떤 인식과 충족되지 않은 요구를 가지고 있는가?

주요 결과

• 설문 조사된 천문학자들 100%가 연구에서 소프트웨어를 사용하며, 그 중 90%는 적어도 일부 코드를 직접 작성한다.
• 천문학자들 중 단 8%만이 소프트웨어 개발 분야에서 상당한 훈련을 받았으며, 49%는 '적은' 훈련만을 받았고, 43%는 공식적인 훈련을 전혀 받지 못했다.
• 파이썬은 천문학자들 사이에서 가장 인기 있는 프로그래밍 언어로, 응답자의 67%가 사용하고 있으며, 이어 IDL(44%), C/C++(37%), 포트란(28%)이 뒤를 이었다.
• 가장 많이 사용되는 10대 도구는 다음과 같다: 파이썬, 쉘 스크립팅, IDL, C/C++, 포트란, IRAF, 스프레드시트, HTML/CSS, SQL, Supermongo.
• 경력 수준, 연구 하위 분야, 지리적 지역에 관계없이 소프트웨어 도구 선호도와 훈련 수준에 유의미한 차이가 없었다.
• 모든 경력 수준에서 공식적인 소프트웨어 훈련에 대한 강한 욕구가 나타났으며, 많은 응답자들이 학부 및 대학원 천문학 커리큘럼에 프로그래밍과 소프트웨어 설계를 통합할 것을 요구했다.