• Title/Summary/Keyword: 기초연산

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사칙연산을 이용한 알고리즘 원리 학습 방안 (Learning Method for Algorithmic Principles Using Numerical Expressions)

  • 배영권;문교식
    • 정보교육학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.303-312
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    • 2008
  • 최근에 중시되고 있는 컴퓨터 원리 학습에 대한 교육적 요구에 부응하여, 본 논문에서는 간단한 사칙연산의 과정을 통하여 초등학생의 수준에서 자료구조와 알고리즘에 대한 기본적인 이해를 도모하고 흥미를 갖도록 효과적인 교육내용과 방법을 제시하였다. 이를 위해 unplugged 방식의 컴퓨터 학습자료를 제작하여 활동을 통해 컴퓨터가 데이터를 받아들이는 방법을 알 수 있도록 하였으며 학생들에게 애니메이션 자료를 제작하여 배열과 연결리스트에 의한 수식 표현과 알고리즘에 대하여 학습할 수 있도록 하였다. 연구의 교육적 실효성을 알아보기 위해 OO광역시 소재의 초등학교 5학년 한 반을 대상으로 논문에서 제시한 교육내용과 방법을 통하여 실험연구를 하였다. 연구 결과 학생들은 컴퓨터의 계산방식과 사람이 계산하는 방식에 있어 차이점이 있다는 것을 알게 되었고 그로 인해 알고리즘과 자료구조에 대한 기초적인 이해가 가능하였으며 알고리즘과 자료구조에 대한 긍정적인 반응을 나타내었다. 이를 통해 알고리즘의 원리학습은 눈높이 맞게 제시된다면 초등학생에게 효과적으로 교육할 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다.

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UWB 시스템에서 입사각 추정기의 효율적인 하드웨어 구조 설계 (The Cost-effective Architecture Design of an Angle-of-Arrival Estimator in UWB Systems)

  • 이성주;한귀범
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권11호
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    • pp.137-141
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    • 2007
  • 본 논문에서는 2개의 안테나를 사용하는 MB-OFDM UWB시스템에서, MUSIC 알고리듬에 기초한 입사각 추정기의 효율적인 하드웨어 구조에 대한 설계 방법을 제안한다. 제안된 방식에서는 기존 알고리듬의 연산 수식을 변형하여 기존 알고리듬에서 요구하는 복잡한 연산기능을 제거하였으며, 따라서 제안된 방식이 기존과 거의 유사한 성능을 가지면서도 하드웨어복잡도 및 연산소비전력을 크게 줄일 수 있었다. 제안된 구조는 Verilog HDL을 이용하여 설계 및 검증되었으며, 하드웨어 복잡도 및 소비전력 측정을 위해 각각 0.13um CMOS 라이브러리와 Xilinx FPGA로 구현되었다. 게이트카운트 및 소비전력을 측정한 결과, 원래의 MUSIC 알고리듬을 그대로 구현한 방식과 비교하여, 게이트카운트에서는 약 43%, 소비전력에서는 약 23%가 감소되었을 확인할 수 있었다.

$\alpha$-레벨 퍼지집합 분해에 의한 직류 서보제어용 퍼지추론 연산회로 구현 (Implemented Logic Circuits of Fuzzy Inference Engine for DC Servo Control Using decomposition of $\alpha$-level fuzzy set)

  • 이요섭;손의식;홍순일
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.1050-1057
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    • 2004
  • 연구의 목적은 컴퓨터 도움 없이 독립으로 서보시스템의 퍼지제어를 위한 퍼지제어기 하드웨어 회로 개발이다 본 논문은 $\alpha$-레벨 퍼지집합 분해에 기초하여 DC 서보 시스템의 퍼지제어를 위해 퍼지 추론 연산의 하드웨어에 대하여 나타내었다. 퍼지추론에서 비퍼지화까지 일체적으로 퍼지추론 연산에 의해 직접 PWM 조작신호를 얻는 방법이 제안되었다. 이 방법은 아날로그 회로로 쉽게 구현할 수있다. 퍼지제어기 입출력 특성과 직류서보 전동기 퍼지제어 응답특성에서 $\alpha$-레벨 양자화 효과에 대하여 검토한 결과 양자화 수 $\alpha$=4 단계가 충분한 것을 알 수 있다. 제안한 하드웨어 방법은 실 직류 서보시스템의 적용에서 실험을 통하여 그 효과를 나타내었다.

MIMO 검출기에 적용 가능한 저 복잡도 복합 QR 분해 구조 (A Low-complexity Mixed QR Decomposition Architecture for MIMO Detector)

  • 신동엽;김철우;박종선
    • 전기전자학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.165-171
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    • 2014
  • 본 논문에서는 MIMO 검출기를 위한 저 복잡도 QR 분해 구조를 제시한다. 제안된 접근 방식에서는, QRD 하드웨어의 연산 복잡도를 감소시키기 위해 다양한 코딕 기반 QRD 알고리즘들이 효율적으로 조합된다. 다양한 QRD 알고리즘들에 대한 연산 복잡도 분석에 기초하여, QRD 과정의 매 단계마다 저 복잡도 접근 방식이 선택된다. 제안된 QRD 구조는 어떤 임의의 차원을 갖는 채널 매트릭스에도 적용 될 수 있고, 매트릭스 차원의 증가에 따라 연산 복잡도 감소도 늘어난다. 제안하는 QR 분해 하드웨어는 삼성 $0.13{\mu}m$ 공정을 사용하여 구현되었다. 실험결과, $4{\times}4$ 행렬의 QR 분해에 대한 제안 구조는 기존의 Householder 코딕 기반의 구조에 비해 47%의 QAR(QRD Rate/Gate count) 향상과 28%의 전력을 절감을 이뤄낼 수 있었다.

데이터 편재 하에서 히스토그램 변환기법에 기초한 효율적인 병렬 해쉬 결합 알고리즘 (Effective Parallel Hash Join Algorithm Based on Histoftam Equalization in the Presence of Data Skew)

  • 박웅규;최황규;김탁곤
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.338-348
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    • 1997
  • 본 논문은 병렬 해쉬 결합 연산에서 데이터 분산 시에 나타나는 부하의 불균형과 버켓 오버플로우를 해결하기 위한 새로운 데이터 분산 방법을 제안한다. 제안된 데이터 분산 방법은 편재된 분포를 갖는 데이터들을 히스토프로그램 변환 기법에 의하여 각 노드의 성능에 따라 균일하게 분산 시킨다. 또한 본 논문에서는 이 분산 방법을 병렬 해쉬 결합 연산에 적용하여 데이터 편재에 따른 성능 저하를 해결할 수 있는 알고리즘을 제안하고, 기존의 병렬 결합 알고리즘들과의 성능 비교를 위하여 모의 실험결과COREDB 병렬 데이터베이스 컴퓨터 상에서의 실험을 통하여 편재된 분포를 갖는 데이터에 대하여 성능 분석을 수행한다. 실험 결과에서 편재된 데이터에 대하여 기존의 다른 결합 연산 알고리즘보다 제안된 알고리즘이 우수한 성능을 나타냄을 보인다.

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통합홍수방어대책 선정 시스템 구축 (Development of Evaluation System for Optimal Flood Protection Plan)

  • 임광섭;강신욱;황만하;최시중
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.822-826
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    • 2010
  • 홍수피해저감 대책의 우선순위 결정은 시스템 차원에서 접근해야 한다. 홍수피해저감 사업을 분야별로 분리하여 분석하면 숲을 보지 못하고 산을 판단하는 오류를 범할 수 있다. 홍수피해 최소화를 위한 여러 전문 분야별 대안 분석도 중요하지만, 시스템 차원에서 홍수피해 저감 방안을 파악하고 대책을 수립해야 한다. 따라서 본 시스템의 개발 목적은 최적의 홍수피해저감 대책을 결정하는 데 있어 각각의 개별 정보를 공유하고, 의사결정 지원에 필요한 시스템을 구축하는 데 있다. 본 연구에서 제시한 홍수방어 대책 통합평가시스템은 수문학적 홍수분석 모형을 비롯하여 수리학적 홍수분석 모형, 의사결정지원 시스템이 통합되어 단일 시스템으로 구축되며 이를 위해서는 구체적인 사용자 요구파악과 관련 업무 프로세스 분석을 통한 전체적인 시스템 구조 설계가 중요하다. 홍수방어 대책 통합평가시스템의 핵심 요소는 1) GIS입력 모듈, 2) Fuzzy 알고리즘 모듈, 3) MCDA 알고리즘 모듈, 4) 결과표출 모듈 등 네 가지이다. 여기서 첫 번째 모듈은 GIS 입력 모듈로써 최적 방안 도출을 위한 빈도별 홍수터, 홍수심, 토지이용도 등과 같은 일련의 GIS 기초자료를 제공한다. 두 번째 단계는 퍼지화된 MCDA 모듈을 수행하기 위한 퍼지 알고리즘 및 퍼지 연산을 위한 내부 코딩이 이루어지는 단계로써 사용자 요구 사항에 따른 연산이 가능하다. 세 번째 단계는 최적 방안을 모색하는 MCDA 알고리즘과 연산 수행을 위한 세부 모듈로 구성됐다. 마지막 네 번째 단계는 모형과 DB간의 연계절차로써 사용자가 직접 운영하는 GUI 부분으로써 사용자의 요구 사항을 비롯하여 모형의 특징을 Matlab 프로그램으로 각각의 화면을 디자인한다. 이 단계에서는 모형을 수행하기 위한 DB가 구축되며 사용자의 요구에 의한 맞춤형 분석이 가능하도록 구성됐다. 통합시스템을 통한 의사결정과정의 합리성은 선택된 최적의 홍수저감대책의 사회 경제적 수용성은 물론 의사결정과정의 투명성을 높일 수 있을 것이다.

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두 개의 balanced subset을 이용한 효율성 개선 (Efficiency Improvement Using Two Balanced Subsets)

  • 김홍태
    • 융합보안논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.13-18
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    • 2018
  • 암호시스템에서 효율성은 매우 중요한 요소 중의 하나이다. 천정희 외 3인은 이산대수 문제에 기반하는 암호 시스템에서 지수승 연산 속도를 높이기 위해 새로운 지수 형태를 제안하였다. 제안된 변형은 고정된 원소 ${\alpha}$와 작은 해밍 웨이트를 가지는 두 원소 $e_1$, $e_2$에 대해 $e_1+{\alpha}e_2$로 표현되며 스플릿 지수라 불린다. 그들은 $e_1$, $e_2$를 각각 $Z_p$의 부분집합이면서 언밸런스드 부분집합인 $S_1$, $S_2$에서 선택하였다. 본 논문에서는 $S_1$, $S_2$$Z_p$의 부분집합이면서 밸런스드 부분집합이 되도록 하여 효율성을 개선한다. 결과적으로, 이진 유한체에서의 지수승 연산 속도는 9.1%, 코블리츠 곡선에서의 스칼라 곱셈 연산 속도는 12.1% 빨라진다.

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ASTER 영상자료를 활용한 몽골 오보르항가이(Övörkhangai) 일대 암상 빛 변질 정보추출의 활용가능성 평가 (Assessment of Rocks and Alteration Information Extraction using ASTER data for Övörkhangaii Province, Mongolia)

  • 정용식;유재형;고상모;허철호
    • 자원환경지질
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    • 제48권4호
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    • pp.325-335
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    • 2015
  • 본 연구는 몽골 오보르항가이(${\ddot{O}}v{\ddot{o}}rkhangai$) 지역에 발달한 광화대 일대를 대상으로, ASTER 밴드를 이용한 비연산 모델을 활용하여 잠재적 변질대 및 광역적 암상정보추출의 가능성에 대한 잠재성 평가를 실시하고, 원격탐사의 활용 가능성을 검토하였다. ABRLO, PBRLO, PrBRLO 비연산 모델을 적용한 결과, 니질 변질대를 이루는 주광물인 점토광물은 열수변질 이외의 작용에 의한 산물로써도 산출이 가능하므로, 현장 샘플을 통한 검증이 필요할 것으로 사료되며, 필릭-프로피리틱 변질대의 경우, 분포양상이 변성퇴적암류-관입체 관계, 구조 및 광화대 위치에 관련된 정보가 상당한 연관성을 보이며, 이는 초기 자원탐사 시 필릭-프로피리틱 변질대와 관련된 지역의 잠재성을 평가하는데 유용할 것으로 판단된다. QI와 MI 비연산 모델을 적용한 결과, 규암화된 변성퇴적암에서보다 상대적으로 변성을 받지 않은 역암, 사암질의 퇴적층을 대상으로 QI가 더 효과적일 것으로 생각되며, MI의 경우 연구지역 내에서 규장질 혹은 고철질의 규산염 암석의 확인에 대한 신뢰도는 상대적으로 미약한 것으로 판단된다. 따라서 QI과 MI 비연산 모델이 신뢰도 높은 암상정보추출에 있어 어려움이 동반될 것으로 사료되나, 현장샘플 및 지표지질조사자료 등이 보충된다면, 기초지질 사전탐사로써 암상정보의 단서를 얻는데 상당한 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

수와 연산 영역 부진 학생의 산술적 사고 수준에 관한 사례 연구 - 초등학교 6학년 한 학생을 대상으로 - (A Case Study on Levels of Arithmetical Thinking of an Underachiever in Number and Operation - Focusing on a 6th Grader -)

  • 임미인;장혜원
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제26권3호
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    • pp.489-508
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    • 2016
  • 수와 연산은 초등수학에서 가장 기본이고 핵심이면서도 학생들이 많은 어려움을 겪는 영역으로 알려져 왔다. 이와 같은 학습의 어려움은 계산 방법이나 계산 기능의 측면을 강조하는 것만으로는 근본적인 해결이 어렵고, 관련 사고의 측면에서 검토할 필요가 대두된다. 본 연구는 Guberman(2014)에 기초하여 수와 연산 영역 부진 학생의 산술적 사고 수준 및 산술에 대한 이해 정도를 분석하여 산술에 관한 어려움의 원인을 진단하고 그에 대한 처방 방안을 모색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 수학 학습 중 유독 수와 연산 영역에서만 어려움을 보이는 한 초등학교 6학년 학생을 대상으로 두 차례에 걸쳐 산술적 사고 수준 및 산술 개념 이해 검사를 실시하고 학생의 반응을 분석하는 사례 연구를 실시하였다. 분석 결과, 연구 대상 학생의 산술적 사고는 Guberman의 1수준에 해당하며 몇 가지 산술 개념과 관련하여 이해에 어려움을 지니고 있음이 파악되었다. 분석 결과 및 그에 대한 논의로부터 구체적인 처방 방안을 제시하였다.

생명 현상에 대한 과학적 가설 생성과 수리 연산에서 나타나는 두뇌 활성: fMRI 연구 (Brain Activation in Generating Hypothesis about Biological Phenomena and the Processing of Mental Arithmetic: An fMRI Study)

  • 권용주;신동훈;이준기;양일호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.93-104
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    • 2007
  • 이 연구의 목적은 과학적 가설 생성 과정의 두뇌 활성화 특성을 수리 연산 과정과 비교하여 3.0T fMRI를 이용하여 규명하는 것이다. 이를 위하여 16명의 건강한 남자 피험자가 실험에 자발적으로 참여하였으며, 과학적 가설 생성 과제와 수리 연산 과제를 684초 동안 수행하여 fMRI 영상을 측정하였다. 측정한 후 언어적 보고 자료를 수집하여 fMRI 영상 자료의 신뢰도를 확보하였다. 언어적 보고의 분석 결과 수집한 fMRI 영상 자료 전부를 통계적 분석 대상 자료에 포함시켰다. SPM2 프로그램을 이용하여 통계적으로 분석한 결과, 과학적 가설 생성 과정은 수리 연산 과정과 다른 독립적인 두뇌 네트 을 가지고 있는 것으로 나타났다. 과학적 가설 생성 과정에서는 측두엽의 방추이랑(fusiform gyrus)에서 의문 상황 분석으로 이끌어내진 의미가 전두엽에서 부호화하는 과정이 일어난다고 할 수 있다. 수리 연산 과정은 전두엽과 두정엽의 연합된 영역이 중요한 역할을 하며 기능적 숙련도는 두정엽 영역이 관여하는 것으로 생각된다. 또한 과학적 가설 생성 과정에서는 과학적 감성의 생성도 동반하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 연구 결과는 과학적 가설 생성 과정을 두뇌 과학적 측면에서 고찰 할 수 있도록 하였으며, 과학적 가설 생성 학습 프로그램 개발을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. 또한 과학적 가설 생성 학습 프로그램은 두뇌-기반 학습의 한 전형으로 제안할 수 있다.