• 제목/요약/키워드: 설계알고리즘

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알고리즘 교육을 위한 시뮬레이션 설계 방안 연구 (Designing a Simulation for Algorithm Education)

  • 김정우;이미화
    • 한국정보교육학회:학술대회논문집
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    • 한국정보교육학회 2006년도 동계학술대회
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    • pp.243-248
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    • 2006
  • 본 연구는 초등학교 학생 수준에 맞는 알고리즘 교육을 위한 웹 기반 시뮬레이션의 설계 방안을 제시하는데 목적이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 알고리즘 교육을 위한 시뮬레이션 모형을 기반으로 자료 처리의 가장 기본이 되는 정렬 및 탐색 알고리즘으로 제한하여 설계 방안을 고찰하였다. 각각의 알고리즘 학습을 위해 실생활과 밀접한 모의상활을 제시하여 알고리즘 학습에 대한 학습동기를 극대화할 수 있도록 설계하였다. 본 연구에서 설계한 시뮬레이션을 개발하여 적용한다면 초등학교 수준에 맞는 알고리즘 교수-학습에 도움을 줄 것으로 기대된다.

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상수도 관망 최적설계에 대한 유전 알고리즘과 하모니써치 알고리즘의 적용 및 비교 (Application and Comparison of Genetic Algorithm and Harmony Search Algorithm for Optimal Cost Design of Water Distribution System)

  • 홍아리;이호민;최영환;최지호;김중훈
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.521-521
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    • 2016
  • 상수도 관망은 수원에서 수요절점까지 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 상수도 관망의 최적설계는 수리학적 제한조건 (절점의 수압, 관로의 유속)을 만족하는 범위에서 비용을 최소화하는 설계안을 얻는 것으로 Savic and Walters (1997)는 유전 알고리즘 (Genetic Algorithms, Holland 1975)을 적용한 상수도 관망 설계 프로그램인 GANET를 제안하였고, Maier et al. (1996)은 개미군집알고리즘 (Ant Colony Optimization Algorithm, Dorigo et al. 1996)을 상수도 관망 최적설계에 적용한 후 그 결과가 유전 알고리즘에 비해 우수함을 증명하는 등 상수도 관망 최적설계에 관한 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 유전알고리즘은 선택, 교차, 돌연변이의 반복계산 과정을 통하여 최적해를 찾는 최적화 기법이다. 이 과정에서 결정변수는 유전자 (Gene)의 집합으로 표현되며, 염색체 (Chromosome) 내에서 근접한 유전 인자들은 일종의 Building Block을 형성하게 된다. Building Block은 좋은 해를 갖는 유전 인자를 높은 확률로 보관하여 지역해에 빠질 가능성을 줄이는 반면, 유전형 (Genotype)이 표현형 (Phenotype)을 충분히 모방하여 표현하지 못한 경우 오히려 최적해의 탐색을 방해할 수 있다는 한계점을 갖는다. 유전 알고리즘을 상수도 관망 최적설계에 적용하였을 때에도 이 한계점은 여실히 드러난다. 관로의 관경을 결정변수로 설정한 후 유전형으로 표현하였을 때, 관망도 상에서 근접하지 않은 두 관로가 염색체 내에서 연속으로 나열된다면 두 관로 간의 연관성이 실제보다 크게 고려되기 때문이다. 한편, 하모니써치 (Harmony Search, Geem et al. 2001) 알고리즘은 즉흥 연주 (Improvisation)를 통해 최상의 화음을 만들어내는 현상으로부터 착안하여 만들어진 최적화기법으로 연산 기법은 무작위선택, 기억회상, 피치조정 등으로 구성되어 있으며, 결정변수에 해당하는 연주자가 독립적으로 행동하며 해를 탐색한다는 점에서 유전알고리즘과 큰 차이를 갖는다. 본 연구에서는 유전알고리즘의 Building Block에 의해 발생하는 오류를 개선하고자, 상수도 관망 최적설계 연구에 많이 사용되는 Hanoi 관망 (Fujiwara and Khang 1990) 관로의 정렬 순서를 여러 가지 기준으로 설정하여 관망데이터를 구축한 후 하모니써치와 유전 알고리즘을 적용하여 최적화를 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 그 결과 유전 알고리즘과 달리 하모니써치 알고리즘의 경우, 관로의 나열 순서와 상관없이 우수한 최적해 탐색 결과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

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DCG에 의한 고속병렬다치논리회로설계에 관한 연구 (A Study on the Highly Parallel Multiple-Valued Logic Circuit Design using by the DCG)

  • 변기녕;최재석;박춘명;김흥수
    • 전자공학회논문지C
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    • 제35C권6호
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    • pp.20-29
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    • 1998
  • 본 논문에서는 경로수 1로 주어진 DCG(Directed Cyclic Graph)의 입출력간의 연관관계를 고속병렬다치논리회로로 설계하는 알고리즘들과 DCG의 각 노드들에 코드를 할당하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서는 기존의 Nakajima에 의해 제안된 알고리즘의 문제점을 도출한 후, 그의 기법과는 다른 접근방법으로써 DCG의 경로수로부터 행렬방정식을 유도한 후 이를 통해 DCG의 경로수에 따른 회로설계 알고리즘을 제안하였으며, 설계된 회로와 함께 DCG의 특성을 만족하도록 노드들에 대한 코드를 할당하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 회로설계 알고리즘을 통해 Nakajima 등의 알고리즘으로는 회로설계가 가능하지 않았던 경로수의 DCG에 대하여 회로설계가 가능하게 되었고, 또한 Nakajima 등의 알고리즘을 통해 설계된 회로와 본 논문에서 제안한 알고리즘을 통해 설계한 회로를 비교하여 본 논문의 알고리즘이 보다 최적화된 회로를 구현할 수 있음을 증명하였다. 본 논문에서 제안한 회로설계 알고리즘을 통해 임의의 자연수를 경로수로 갖는 DCG에 대한 설계가 가능하며, 입출력단자 수의 감소, 회로구성의 간략화, 연산속도의 향상과 비용감소 등의 잇점이 있고, 예제를 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘의 적합성과 타당성을 검증하였다.

퍼지 규칙의 자동 생성을 위한 스키마 공진화 알고리즘 (Schema Co-Evolutionary Algorithm for Automatic Generation of fuzzy Rules)

  • 변광섭;이동욱;심귀보
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제1호
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    • pp.353-356
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    • 2004
  • 비선형 시스템의 제어에서 널리 사용되는 방식이 퍼지 제어기이다. 퍼지 제어기에서 가장 중요한 것은 퍼지 룰의 설계이다. 퍼지 룰을 설계하는 많은 기법들이 제안되어 있는데, 최근 들어 진화 알고리즘에 대한 관심이 증가하고 있다 그 중에서도 공생적 공진화 알고리즘이 최적의 퍼지룰을 찾기 위해 이용되는데, 본 논문에서는 스키마 공진화 알고리즘을 이용한다. 스키마 공진화 알고리즘의 성능을 입증하기 위해, 이동 로봇의 행동제어를 위한 퍼지 제어기를 스키마 공진화 알고리즘을 이용하여 설계하고, 다른 공생적 공진화 알고리즘인 바이러스_진화 유전 알고리즘과 Handa의 공진화에 대해 비교하고 실험한다.

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자동화 프로세스를 통한 안테나 설계 (Antenna Design using Automated Process)

  • 김용진
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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    • pp.645-648
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    • 2009
  • 본 논문에서는 안테나 설계에 있어서 자동화 설계 프로세스를 제안하고자 한다. 안테나 설계는 최적화를 위한 반복적인 시뮬레이션 과정을 거쳐야 하며, 설계된 안테나의 실제 적용 시 튜닝 과정을 통한 시간이 많이 소요되는 경우가 있다. 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용 하여 초기 안테나 모델 설계 시 안테나 설계자에게 사용 가능한 다양한 모델을 제시하며, 안테나 설계 시 중요 인자를 제시함으로써 초기 설계 및 방향설정의 시간을 줄이고자 한다. 사용된 최적화 알고리즘은 Non-dominated Sorting 유전자 알고리즘이며, 이 알고리즘은 multi-objective를 가지는 문제 해결에 적합한 알고리즘이다. 안테나 설계를 위한 EM computational tool로는 ESP V.5가 사용되었다. 시뮬레이션 결과를 통해 사용 가능한 적합한 안테나 모델을 제시하였다.

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Booth 알고리즘을 이용한 새로운 VQB 제산/제곱근 연산기의 설계 (New VQB divide/square root operator that uses Booth algorithm)

  • 이성연;이태영;이용석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.380-383
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    • 1999
  • 본 논문은 Booth 알고리즘을 사용하는 새로운 VQB제산기를 제안한다. 본 논문은 Macsorley의 제산 알고리즘에 기본 원리가 같은 제곱근 알고리즘을 추가하였으며, 이를 VQB 알고리즘이라고 명명하였다. 본 논문은 VQB 제산기의 두 가지 설계를 구현하였다. 하나는 계수를 사용하지 않는 설계 (A) 이며, 둘은 [1/2, 2]의 계수군을 사용하는 설계 (B)이다. 설계 (A)는 순환할때마다 2.54 비트의 부분 몫을 결정하며 설계 (B)는 2.74 비트를 결정한다. 본 논문은 VQB 제산기의 성능지표를 좌우하는 제곱근을 위주로 하여 SRT 제산기와의 비교를 시도하였다. VQB 는 처리량과 설계 노력 면에서 SRT를 앞서며, 면적과 임계지연 면에서는 SRT와 서로 견줄만한 수준이다. 표준셀 0.35㎛ CMOS 공정으로 구현될 때, 설계 (A)의 임계지연은 9.69㎱ 이며, 설계 (B)는 11.05㎱이다.

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경량 블록암호 알고리즘 설계 연구 동향

  • 홍득조
    • 정보보호학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.25-29
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    • 2020
  • 하드웨어 및 소프트웨어의 최적화는 제품의 성능 및 기능 향상, 개발 비용 최소화 등에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요한 요소이다. 이러한 필요성에 따라, 암호학자들은 경량 암호 알고리즘을 가용 자원이 제한된 다양한 환경에서 효율적으로 구현 및 동작할 수 있는 암호 알고리즘으로 정의하고, 그것에 맞는 다양한 설계 방법들이 연구해왔다. 본고에서는 경량 블록암호 알고리즘 설계 연구 동향을 소개하고, 향후 전망에 대해 논의한다.

최소화 알고리즘 기반의 지문 인식 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Minutiac Extract Minimize)

  • 이호현;조범준
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2003년도 추계학술발표대회(상)
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    • pp.81-85
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    • 2003
  • 본 논문에서는 기존 지문 인식 시스템에서 사용하는 특이점 추출 알고리즘과 매칭 알고리즘을 개선한 알고리즘들을 설계하고 구현함 으로서 새로운 지문 인식 시스템 개발에 목표를 두었다. 현재, 이진화된 지문 이미지를 표현하는 자료구조인 Union and Division을 고안하였고, Union and Division에 기반한 특이점 추출 알고리즘을 설계 및 구현하였다. 또한 특이점 추출에서의 과다한 추출 단계로 인하여 발생되는 문제점들을 줄이기 위하여 기존의 6 단계인 특이점 추출 과정을 개선하여 3단계로 줄이면서도 정확성을 높이는 특이점 추출 알고리즘을 적용하였다.

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협력적 여과 시스템을 위한 효과적인 사용자 군집 알고리즘 (Effective User Clustering Algorithm for Collaborative Filtering System)

  • 고수정;임기욱;이정현
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제8B권2호
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    • pp.144-154
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    • 2001
  • 협력적 여과 시스템은 사용자가 검색하고 읽었던 웹문서를 기반으로 사용자 군집을 생성하여 웹문서의 정확한 추천을 가능하게 한다. 이러한 목적으로 설계된 다양한 알고리즘이 있으나 속도가 느리거나 정확도가 낮다는 등의 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 협력적 여과 시스템을 위한 효과적인 사용자 군집 알고리즘인 CUG알고리즘은 사용자 군집을 생성하기 위해 Apriori 알고리즘, Native Bayes 알고리즘을 이용한다. Apriori 알고리즘은 연관 단어 지식 베이스를 구축하고, Native Bayes 알고리즘은 구축된 연관 단어 지식 베이스에 가중치를 추가하며, 사용자가 검색하여 읽은 웹문서를 클래스별로 분류한다. CUG 알고리즘은 분류된 웹문서를 기반으로 하여 사용자 군집을 만든다. 이러한 방법으로 설계된 CUG 알고리즘은 사용자들이 사용할 문서를 미리 검색하여 저장함에 의해 정보검색의 효율성을 향상시키는데 사용될 수 있다. 본 논문에서 설계한 CUG 알고리즘의 선능을 평가하기 위하여 기존의 K-means 방법과 Gibbs샘플링 방법에 의한 군집과 비교한다.

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강상판교의 다단계 최적설계 (Multi-level Optimization for Orthotropic Steel Deck Bridges)

  • 조효남;정지승;민대홍
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.237-247
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    • 2001
  • 강상판교는 부재수가 많고 구조적 거동이 복잡하여 재래적인 단일수준 (CSL) 알고리즘을 이용하여 최적화하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 연구에서는 강상판교를 효율적으로 최적화하기 위해 다단계 최적설계 (MLDS) 알고리즘이 제안되었다. 강상판교를 주형과 강상판으로 나누기 위해 등위법이 사용되었고, 시스템 최적화를 위하여 설계 변수를 줄이는 분해법이 사용되었다. 효율적인 최적설계를 위해 다단계 최적설계 알고리즘은 제약조건 소거기법(Constraint Deletion)과 응력 재해석 같은 근사화 기법을 도입하였다. 변위해석을 위한 제약조건 소거기법은 교량의 최적화에 효율적인 것으로 검증되었고, 제안된 응력 재해석 기법 또한 설계민감도 해석을 필요로 하지 않으므로 매우 효율적이다. MLDS 알고리즘의 적용성과 강건성은 다양한 수치예제를 사용하여 기존의 단일수준 알고리즘과 비교하였다.

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