• 정보보호학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.383-389
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• 2023

양자 컴퓨터의 발전 및 Shor 알고리즘, Grover 알고리즘과 같은 양자 알고리즘의 등장으로 인해 기존 암호의 안전성은 큰 위협을 받고 있다. 양자 알고리즘은 기존 컴퓨터에서 오랜 시간이 걸리는 수학적 작업을 효율적으로 할 수 있게 해준다. 이 특성은 수학적 문제에 의존하는 현대 암호 시스템이 깨지는 시간을 단축시킬 수 있다. 이러한 알고리즘을 기반으로 하는 양자 공격에 대비하기 위해서는 기존 암호를 양자회로로 구현해야 한다. 이미 많은 암호들은 양자회로로 구현되어 공격에 필요한 양자 자원을 분석하고 암호에 대한 양자 강도를 확인하였다. 본 논문에서는 LED 경량 블록암호에 대한 양자회로를 제시하고 양자회로의 각 함수에 대한 설명을 진행한다. 이후LED 양자회로에 대한 자원을 추정하고 다른 경량 블록암호와 비교하여 평가해보도록 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.203-211
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• 2024

프로그래밍 언어를 활용한 데이터 시각화는 처리하는 데이터 양, 처리 시간, 유연성에서 효율성과 효과성을 향상시킬 수 있으나 프로그래밍에 익숙해지기 위해 연습이 필요하다. 이에 본 연구에서는 프로그래밍 자동 평가 시스템에서 데이터 시각화를 연습하기 위한 공공데이터 기반 문제은행을 개발하였다. 공공데이터는 교육과정에서 제시한 주제로 수집하였으며 학습자가 데이터 시각화하기에 적절한 형태로 가공하였다. 문제는 다양한 데이터 시각화 방법을 학습하기 위해 수학교육과정과 연계하여 개발하였다. 개발한 문제는 전문가 검토 및 파일럿 테스트를 실시하였으며 문항의 수준, 데이터 시각화를 통한 수학 교육의 가능성을 확인하였다. 하지만 학생에게 흥미가 떨어지는 주제라는 의견을 받았으며 이를 보완하기 위해 학생이 중심이 되는 데이터를 활용하여 추가로 문항을 개발하였다. 개발한 문제 은행은 초등학교 정보영재 또는 중학교 이상에서 파이썬을 학습한 경험이 있는 학생이 데이터 시각화를 배울 때 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 정보교육학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.285-294
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• 2014

최근 K-12교육에선 교수학습도구로 로봇을 활용하는 연구가 꾸준히 증가하고 있다. 핸즈온 특성을 기반으로 하는 로봇은 과학, 수학 교과학습 뿐만 아니라 STEAM 융합활동에서도 긍정적 교육효과를 제공하며 비판적 사고력, 창의성, 의사소통능력, 협동심 등의 21세기에 필요한 능력 신장에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 하지만 많은 연구 성과에 비해 초중등 교육현장에서 로봇의 도구적 활용을 향상시키기 위한 로봇교육과정 연구는 아직 부족한 실정이다. 즉, 학교급/학년별로 도구적 활용을 제고하기 위한 체제적인 교육내용, 교육방법, 그리고 교육평가에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 초등학교와 중학교에서 '로봇'과 관련된 교육과정을 개발하고 운영할 수 있도록 국내외의 로봇교육과정 및 관련 사례를 분석한 후 개정될 컴퓨터과학 교육과정의 하위 영역으로써 로봇영역의 성취 목표를 제시하고, 교수학습 방법과 평가 방법의 고려사항을 제시하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.31-39
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• 2013

본 논문에서는 멀티코어 프로세서에서 단일 실시간 병렬 작업의 데드라인을 만족하면서 전력 소모량의 확률적 기대 값을 최소화하는 스케쥴링 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 단일 작업을 여러 개의 코어들 상에서 동시에 수행하는 병렬 처리 기법을 적용하였고, 전체 코어들 중에서 일부의 코어들만을 사용하고 나머지 코어들의 전원을 소등하여 전력 소모량을 줄였다. 또한 한정된 개수의 이산적 클락 주파수 값들을 가지는 DVFS 기반 멀티코어 프로세서에 대해서, 확률적 계산량 모델을 가진 실시간 병렬 작업의 데드라인을 만족하면서 전력 소모량의 확률적 기대 값을 최소화함을 수학적으로 증명하였다. 성능평가 실험에서, 제안된 기법이 기존 방법의 전력소모량을 최대 81%까지 감소시킴을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.533-540
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• 2021

시스템의 성능을 평가하기 위하여 1차원 3-이웃 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, 이하 CA) 기반의 의사 난수 생성기가 여러 분야에서 많이 응용되고 있다. 보다 더 효과적인 키 수열 생성을 위해 2차원 CA와 1차원 5-이웃 CA가 응용되었으나, 주어진 특성 다항식에 대응하는 대칭 1차원 5-이웃 CA를 설계하는 것은 매우 어려운 문제이다. 이를 해결하기 위해 특성 다항식의 점화식을 이용한 합성 방법, Krylov 행렬을 이용한 합성 방법과 같이 1차원 5-이웃 CA 합성에 관한 연구들이 진행되었다. 그러나 여전히 비선형 방정식을 풀어야 하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근 90/150 CA의 전이 행렬과 블록행렬을 이용한 1차원 5-이웃 CA 합성 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘의 이론적인 과정을 상세히 기술하고 그 알고리즘을 이용하여 높은 차수의 원시 다항식에 대응하는 대칭 1차원 5-이웃 CA를 구한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.143-156
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• 2010

근거리통신망과 인터넷으로부터 유입되는 정보보호 위협이 증가하는 상황에 대처하기 위하여, 많은 기업들이 정보보호 시스템 구축을 고려하고 있다. 기업 내 의사결정자의 정보보호 도구 선택을 지원하기 위하여, 본 논문은 선형퍼지회귀분석 및 physical programming을 이용하는 세 가지 단계로 구성된 통합 프레임워크를 제안하였다. 첫째, 정보보호도구 선정 기준 및 평가 기준에 대한 전문가들의 상대평가 의견을 바탕으로, 각 정보보호 기준들 간의 관계를 정량화시키기 위하여 analytic hierarchy process 및 quality function deployment 방법을 적용하였다. 그리고, 선형퍼지회귀분석법을 활용하여 각 기준별 평가값을 산출하였다. 마지막으로, 정보보호 시스템의 품질, 정보보호 수준, 비용 등의 다수 목적함수를 효과적으로 고려하기 위하여, physical programming weights 알고리즘을 통하여 도출된 가중치에 기반한 목표계획법을 활용하여 가장 적절한 정보보호 도구를 선정하였다. 이와 같은 과정은 구체적인 예제를 통해 단계별로 설명하고 그 장점을 가시적으로 제시하였다. 본 연구에서 제안한 방법은 전문가 제공 정보에서 발생 가능한 노이즈를 효과적으로 제거함으로써, 전문가의 경험을 통한 표준 정보보호 기준의 확보와 수학적 최적화 방법을 통한 정확성 확보의 장점을 의사결정자에게 제공할 것으로 기대된다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권4호
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• pp.95-103
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• 2023

본 논문은 초등 학습자를 대상으로 서포트 벡터 머신의 개념과 원리를 교육하는 인공지능 융합 교육 프로그램을 제안한다. 개발된 프로그램은 초등 수학과 교육과정의 수직과 평행, 평행선 사이의 거리를 통해 서포트 벡터 머신의 결정 경계와 마진을 설명한다. 또한 제주의 자연환경을 학습 주제로 반영하여 사회과 교육과정과의 융합을 도모한다. 서포트 벡터 머신 융합 교육 프로그램을 초등학교 3학년 및 5학년 학습자를 대상으로 각각 2차시에 걸쳐 적용한 결과, 두 학년 모두에서 학습자 대부분이 탐방로로 비유된 결정 경계의 위치를 직관적으로 유추해냈다. 이때 5학년 학습자의 전반적인 활동 수행 정확도가 더욱 높았고, 설정 원리에 대해 합리적인 추론을 한 비율도 높았다. 4학년 수학 교육과정의 이수 여부도 이해도에 영향을 미쳤다. 그러나 학습 내용 이해도에 대한 자기평가에서는 실제 이해도와 상반되게 3학년에서 더 높은 평균값을 보였다. 이는 중학년 학습자는 생소한 인공지능 원리에 대해 새로 알게 되었다는 만족감과 성취감을 느끼는 경향성이 더 컸다는 점에서 기인하였다. 반면 고학년 학습자는 심화 탐구에 대한 동기를 기반으로 유의미한 수업 후 질문을 더 많이 제시하였다. 우리는 연구 결과를 바탕으로 초등학생을 대상으로 하는 인공지능 융합 교육이 나아가야 할 길을 모색하고자 한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.161-161
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• 2017

스마트 시설환경의 제어 요소는 난방기, 창 개폐, 수분/양액 밸브 개폐, 환풍기, 제습기 등 직접적으로 시설환경의 조절에 관여하는 인자와 정보 교환을 위한 통신, 사용자 인터페이스 등 간접적으로 제어에 관련된 요소들이 복합적으로 존재한다. PID 제어와 같이 하는 수학적 논리를 바탕으로 한 제어와 전문 관리자의 지식을 기반으로 한 비선형 학습 모델에 의한 제어 등이 공존할 수 있다. 이러한 다양한 요소들을 복합적으로 연동시키기 위해선 기존의 시퀀스 기반 제어 방식에는 한계가 있을 수 있다. 관행의 방식과 같이 시계열 상에서 획득한 충분한 데이터를 이용하여 제어의 양과 시점을 결정하는 방식은 예외 상황에 충분히 대처하기 어려운 단점이 있을 수 있다. 이러한 예외 상황은 자연적인 조건의 변화에 따라 불가피하게 발생하는 경우와 시스템의 오류에 기인하는 경우로 나뉠 수 있다. 본 연구에서는 실시간으로 변하는 시설환경 내의 다양한 환경요소를 실시간으로 분석하고 상응하는 제어를 수행하여 수학적이며 예측 가능한 논리에 의해 준비된 제어시스템을 보완할 방법을 연구하였다. 과거의 고성능 컴퓨팅(HPC; High Performance Computing)은 다수의 컴퓨터를 고속 네트워크로 연동하여 집적적으로 연산능력을 향상시킨 기술로 비용과 규모의 측면에서 많은 투자를 필요로 하는 첨단 고급 기술이었다. 핸드폰과 모바일 장비의 발달로 인해 소형 마이크로프로세서가 발달하여 근래 2 Ghz의 클럭 속도에 이르는 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor)가 등장하기도 하였다. 상대적으로 낮은 성능에도 불구하고 저전력 소모와 플랫폼의 소형화를 장점으로 한 AP를 시설환경의 실시간 제어에 응용하기 위한 방안을 연구하였다. CPU의 클럭, 메모리의 양, 코어의 수량을 다음과 같이 달리한 3가지 시스템을 비교하여 AP를 이용한 마이크로 클러스터링 기술의 성능을 비교하였다.1) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 1GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 2) 2.0 Ghz, 4 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 3) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 64Bit Linux(Arch64). 병렬 컴퓨팅을 위한 개발 라이브러리로 MPICH(www.mpich.org)와 Open-MP(www.openmp.org)를 이용하였다. 2,500,000,000에 이르는 정수 중 소수를 구하는 연산에 소요된 시간은 1)17초, 2)13초, 3)3초 이었으며, $12800{\times}12800$ 크기의 행렬에 대한 2차원 FFT 연산 소요시간은 각각 1)10초, 2)8초, 3)2초 이었다. 3번 경우는 클럭속도가 3Gh에 이르는 상용 데스크탑의 연산 속도보다 빠르다고 평가할 수 있다. 라이브러리의 따른 결과는 근사적으로 동일하였다. 선행 연구에서 획득한 3차원 계측 데이터를 1초 단위로 3차원 선형 보간법을 수행한 경우 코어의 수를 4개 이하로 한 경우 근소한 차이로 동일한 결과를 보였으나, 코어의 수를 8개 이상으로 한 경우 앞선 결과와 유사한 경향을 보였다. 현장 보급 가능성, 구축비용 및 전력 소모 등을 종합적으로 고려한 AP 활용 마이크로 클러스터링 기술을 지속적으로 연구할 것이다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1992년도 제2회 정기총회 및 추계학술 발표회 발표논문 초록
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• pp.9-9
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• 1992

시뮬레이션(simulation)은 실 시스템(real system)의 효과적이고 효율적인 운영을 도모하기 위하여 실 시스템의 동작을 이해하고 분석, 예측, 평가하는 과학적인 문제해결 접근방법이다. 시뮬레이션 수행단계는 실 시스템의 행위를 정확히 반영하도록 타당한 모델을 구축하는 모델링 단계와 모델에 의도하는 명령어들을 컴퓨터 프로그램으로 작성하는 구현단계로 나누어진다. 시뮬레이션 모델은 시간, 상태, 확률변수, 상호규칙 등의 여러 관점에 따라 다양하게 존재하는데, DEVS(Descrete EVent system Specification) 모델은 연속적인 시간상에서 이산적으로 발생하는 사건에 따라 시스템의 상태를 분석할 수 있고 모델링 및 시뮬레이션 방법론의 형식화를 위한 견고한 이론적 기반을 제공하고 있다. 또한, DEVS 모델은 모듈적, 계층적 특성을 제공하고 집합론에 근거한 수학적 형식구조를 제공하여 실 시스템에 대한 체계적인 분석과정을 수행하게 되어 보다 현실적인 모델링을 가능하게 한다. 그러나 타당하지 못한 DEVS 모델이 구축되면 시뮬레이션을 통한 분석결과의 신뢰성이 떨어져 아무런 효과가 없고 경제적인 손실만이 따른다. DEVS 모델에 대한 기존의 타당성 검사가 많은 시간과 노력이 요구되고, 반복적인 DEVS 모델링 과정으로 인한 전문적이고 경험적인 지식을 요구한다. 또한, 모델설계자에 의해 설정된 실험 프레임하에서 DEVS 모델의 구성요소에 속하는 상태전이함수, 시간진행함수 및 출력함수에 대하여 commutative 성질의 보전성 검사가 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, DEVS 모델에 대한 타당성 검사를 SPN(Stochastic Petri Net) 모델로 변환하여 SPN 모델을 이용하는 간단하고 효과적인 타당성 검사 방법을 제안한다. 먼저, DEVs 모델에 대한 개념과 기존의 DEVS 모델에 대한 타당성 검사 방법을 고찰하고 그 문제점에 대하여 자세히 설명한다. DEVS 모델의 타당성 검사에 이용하는 SPN 모델에 대한 개념과 DEVS 모델과 행위적으로 동등한 SNP 모델로 변환을 위한 관점을 제조명하다. 동일한 관점에서 두 모델의 상태표현이 같도록 DEVS 모델이 SPN 모델로 표현됨을 보이는 변환이론을 제시하고 변환이론을 바탕으로 모델 변환과정을 제시한다. 모델 변환이론과 변환고정을 기본으로 타당성 검사를 위한 새로운 동질함수(homogeneous function)를 정의하고 이와 함께 SPN 모델의 특성을 이용하여 DEVS 모델에 대한 타당성 검사 방법을 새롭게 제안한다.

• 기술혁신연구
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• 제21권1호
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• pp.85-108
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• 2013

연구개발에 따른 성과물은 다양한 형태가 있지만 대부분의 경우 일차적으로 논문의 형태로 발표된다. 따라서 논문에 대한 분석은 연구 성과 평가의 가장 기본적인 수단이 된다. 문제는 논문으로 나타난 연구성과를 얼마나 객관적으로 측정할 수 있는가이다. 학문분야의 특징에 따라 논문 수는 물론 인용횟수 등이 다르게 나타나기 때문에 발표된 논문의 수준이 어느 정도인지를 객관적으로 평가하는 일은 성과분석의 가장 중요한 첫걸음이다. 이 논문에서는 SCI 논문을 대상으로 증거기반 접근을 실시함으로써 주요국에서 생산되는 논문들이 세계 속에서 차지하는 질적 위상을 분석하고자 하였다. 이러한 분석을 위해 여러 연구진들이 수행해 왔던 SCI 논문 질적 계량지표를 살펴보았으며, 이들 지표의 한계점을 보완함으로써 연구 분야별 비교, 국가별 비교, 세계 수준과 비교가 가능한 신규 계량지표, 상대적 순위보정영향력지수(Relatively Rank-Normalized Impact Factor, $R^2nIF$)를 개발하였다. 본 연구를 통해 흥미를 끄는 두 가지 결과를 얻을 수 있었다. 우선 우리의 예상을 벗어나 태국과 이집트, 그리고 뉴질랜드가 각각 지구과학, 수학, 약리학에서 가장 우수한 논문을 생산하고 있는 국가로 분석되었다는 점이다. 둘째는 인구 500만 이하의 강소국인 유럽의 스위스, 네덜란드, 덴마크, 아시아의 싱가포르, 그리고, 중동의 이스라엘이 최고 수준의 논문 생산국이라는 점이다. 특히, 스위스는 분석 대상 21개 분야 중 컴퓨터과학, 면역학 등 무려 4개 분야에서 가장 우수한 논문을 생산하는 국가로 랭크되었고, 네덜란드는 화학과 임상의학 등 3개 분야에서 최고 수준의 논문을 생산하는 것으로 나타났다. 이처럼 전 세계에서 높은 국가 경쟁력을 자랑하고 있는 강소국들이 과학분야에서도 높은 수준의 논문을 생산하고 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 개발한 Relatively Rank-Normalized Impact Factor를 SCI논문 성과분석에 적용해 본 결과, 향후 이 신규 질적지표는 피인용횟수(Citation) 정보 수집이 불가능한 대부분의 성과분석 및 성과평가에 적절하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.