소프트웨어와 하드웨어를 연계한 STEAM 학습은 알고리즘 향상, 문제해결 능력, 융합적 사고력 등을 크게 신장할 수 있으며, 궁극적으로 학습태도 및 학업 성취력을 높일 수 있다. 본 연구에서는 프로그래밍의 기본 개념을 이해할 수 있는 초등학교 6학년들이 스크래치와 6개의 센서가 부착된 센서 보드를 결합한 프로그래밍 활용으로 국정교과서(5종) 교과내용을 학습 할 수 있도록 학습 모형을 개발하였으며, 6학년 수업현장에서 적용하고 결과를 분석하였다. 결과로서, 평가대상인 초등학생들 대부분이 스크래치와 센서 보드를 결합한 STEAM 학습도구가 적합한 것으로 분석되었다. STEAM 학습에서의 성취도 평가에서 5개 교과 평균성취 수준이 10점 만점에 7점 이상의 평가를 받은 학생들이 39.5%를 얻었으며, 평가대상 대부분의 학생들이 만족할 만한 성취수준을 얻은 것으로 분석되었다. 따라서, 스크래치와 하드웨어인 스크래치 센서 보드를 활용한 학습은 단순히 소프트웨어만 활용하는 기존 소프트웨어 중심의 학습보다 효과적인 것으로 판단된다.
OC-SVM(One Class Support Vector Machine)은 주어진 전체 데이터의 분포를 측정하는 대신에. 데이터 분포의 서포트(support)를 측정하는 기술로서 주어진 데이터를 가장 잘 설명할 수 있는 최적의 서포트 벡터(support vector)를 구하는 기술이다. OC-SVM은 데이터 분포의 표현에 아주 뛰어난 접근 방법이지만, 사람의 주관적인 중요도를 반영하는 것은 힘들다. 본 논문에서는 각 데이터에 퍼지 맴버쉽(fuzzy membership)을 적용하여 기존의 OC-SVM에 사용자의 주관적인 중요도를 표현할 수 있는 FOC-SVM(Fuzzy One class Support Vector Machine)을 유도 하였다. FOC-SVM은 데이터들을 동등하게 다루는 것이 아니라, 데이터 객체의 중요도에 따라 데이터를 다룬다. 즉, 덜 중요한 데이터의 특징 벡터는 OC-SVM의 처리과정에 덜 기여하도록 하기 위하여, 객체의 중요도에 따라 특징 벡터의 크기를 조정하였다. 이를 증명하기 위하여 가상의 데이터를 가지고 실험을 하였고, 실험 결과는 예측된 결과를 보여 주었다.
운영체제는 추상적 개념과 기법들을 다루는 교과목이지만, 대부분 교재 위주의 이론 수업으로 진행되어 왔다. 이론 수업은 강의 내용에 대한 이해와 집중력 저하를 유발하므로 내용의 이해를 돕고 흥미를 유발하는 교육용 도구의 활용이 시도되었다. 본 논문에서는 CPU 스케줄링 알고리즘들의 동작을 시각적으로 보여주는 교육용 시뮬레이터를 설계하고 구현하였다. 구현된 시뮬레이터를 수업에 활용한 후 2010학년도와 2011학년도 수강생들의 학업 성취도를 측정하고 t-검증을 통해 두 집단의 CPU 스케줄링 알고리즘에 대한 시험문제 정답률 차이가 유의함을 밝혔다. 또한 시뮬레이터 활용에 대한 만족도와 관련분야 지식 습득에 대한 기여도 설문조사를 통해 시뮬레이터가 교과목에 대한 흥미를 유발하고 학습 내용에 대한 이해도를 증진시키는 교육용 도구로 유용하며, 이러한 수업 방식이 문제 해결능력 배양에 효과적임을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 스테레오 이미지로부터 디스패리티 맵을 추출하기 위한 확률모델을 제시하고 이의 해를 구하는 과정은 에너지 기반 스테레오 정합과 일치함을 이론적으로 증명한다. 정합되는 화소 간의 차와 인근 화소에 해당되는 디스패리티의 차는 exponential 확률분포에 근사하다는 사실을 실험적으로 확인하고 이에 근거하여 이들의 정합 파라미터를 최적화하는 식을 유도하고 이를 실험적으로 구하는 방법을 제시한다. 에너지 기반 스테레오 정합 알고리즘의 성능은 기본적으로 정합 파라미터의 크기에 매우 민감하므로 이미지에 따라 적절한 값을 사전에 구하여 적용하여야 한다. 제안한 방식은 초기에 임의의 파라미터로 디스패리티 맵을 구한 후에 이의 통계적 특성을 이용하여 정합 파라미터를 추정하고 추정된 파라미터를 적용하여 디스패리티 맵을 재차 구하는 과정을 반복함으로써 최적의 파라미터에 적응적으로 수렴하도록 조정한다. 따라서, 이미지에 따라 사전에 정합 파라미터를 구하여야 하는 문제를 해결할 수 있다. Middlebury 웹사이트에서 제공한 다양한 스테레오 이미지를 이용하여 제안한 방식으로 구한 파라미터가 최적의 값으로 수렴하는지를 조사하고 이의 수렴 속도와 성능 개선 효과 등을 확인한다.
북한은 2002년 경제관리 제도에 대한 개혁을 단행하면서 교육과정에서도 대대적인 개편을 시도한 것으로 보인다. 특히 IT 분야를 강화하면서 수학 교과에 대하여 약 30% 정도의 내용 감축을 시도한 것으로 보이며, 그 과정에서 종전의 수학 교과서가 기하와 대수로 구분되어 있었던 것을 한 권으로 통합하였다. 그 결과 일부 어려운 내용은 삭제하고, 학년간에 중복된 내용은 약화시킨 것으로 나타났다. 또한 분수 지도와 관련하여 새로운 전개 방법으로서 넓이 모텔을 사용하고 있다는 점을 발견하였다. 특히 본 연구에서 분수에 대한 내용 변화를 분석한 결과 교육 내용의 적정화를 시도하고 있는 남한의 수학 교육에 시사하는 바는 다음과 같다. 첫째, 넓이 모델을 사용하여 비교적 단시간에 분수의 사칙계산을 다루고 있는데 이러한 방법은 학습 분량의 경감 차원에서 본다면 중요한 참고자료가 될 수 있을 것이다. 둘째, 사고를 절약시켜준다고 하는 측면에서 나눗셈 알고리즘을 제시하는 방법에 대하여 고려해 볼 가치가 있다.
차세대 멀티 레벨 셀 플래시 메모리들을 위해 복잡도가 낮은 에러 정정 코드 구현에 대한 요구가 커지고 있다. 일반적으로 부 표현 (sub-expression) 들을 공유하는 것은 복잡도와 칩 면적을 줄이기 위한 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 직렬 선형 귀환 쉬프트 레지스터 구조를 기반으로 부 표현들을 이용한 저 복잡도 m-비트 병렬 BCH 인코더 구현 방법을 제안한다. 또한, 부 표현들을 탐색하기 위한 일반화된 방법을 제시한다. 부 표현들은 패리티 생성을 위해 사용하는 행렬(생성 행렬, generator matrix)의 부 행렬 (sub-matrix)과 다른 변수들의 합과의 행렬 연산에 의해 표현된다. 부 표현들의 수는 개로 한정되며, 탐색된 부 표현들은 다른 병렬 BCH 인코더 구현을 위해 공유되어질 수 있다. 본 논문은 구현 과정에서 다수의 팬 아웃에 의해 발생하는 문제점(지연)의 해결이 아닌 복잡도(로직 사이즈) 감소에 그 목적이 있다.
현재 구조화된 데이터 표현의 표준으로 XML 언어가 일반화되고 있는 경향으로 인해 데이터 마이닝 대상으로서의 XML의 중요성이 점증하고 있는 실정이다. 특히 XML 문서에 연관규칙(association rule)을 적용함으로써 원하는 정보를 추출하는 연구가 진행되어 왔다. 하지만 마이너가 유사한 XML 문서들로부터 효율적으로 정보를 얻어내는 방법에 대한 문제에 대해서는 별 진전이 없었다. 본 연구에서는 다양한 XML Schema를 적용하는 유사한 XML 문서들로부터 공용 XML 구조를 추출하는 방법을 제안하고자 한다. 이러한 공용 XML Schema는 다양한 XML 구조를 단일화함으로써 우리가 원하는 정보를 정확하고 효율적으로 얻어낼 수 있도록 도와주는 데이터 마이닝의 사전 작업으로서 중요하다고 판단된다. 본 논문에서는 다양한 XML Schema를 적용하는 유사한 XML 문서들로부터 공용 XML 구조를 추출하는 방법을 제시한다.
본 논문에서는 적응적 영상 전송을 위한 효율적인 DCT 영역 비디오 트랜스코딩 알고리듬을 제안한다. 비디오 트랜스코딩은 압 축된 비트 스트림을 새로운 전송 대역폭의 제한 조건에 맞춰서 전송의 유연성을 획득하기 위한 기술이다. 이 과정에서 부호화(encoder)와 복호화(decoder)를 거치면서 참조 영상의 타이로 인한 드리프트(drift) 오류가 발생하게 된다. 이러한 은제점을 피하 기 위해 비디오 트랜스코딩 방식으로 CPDT(Cascade Pixel-Domain Transcoder)구조를 사용하지만, 이 구조는 많은 계산량을 필요로 하고 구조가 복잡하다는 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 효율적 비디오 트랜스코딩을 위해 DCT 영역에서 트랜스코딩을 행하는 CBDT(Cascade DCT-Domain Transcoder) 구조를 제안한다. CBDT 구조는 DCT 영역에서 움직임 보상과 부 표본화를 행한다.
꾸준히 증가하는 차량으로 인한 교통문제를 적절한 신호운영 전략을 이용하여 교통흐름을 효율적으로 배분하고 교통군의 흐름을 향상시키기 위한 노력이 시행되고 있다. 최근 국가경쟁력 강화위원회에서는 "기초 법질서 확립을 위한 교통운영체계 선진화 방안"을 발표하여 교통사고, 혼잡비용, 온실가스, 법규위반 등의 문제점을 해결하기 위하여 한국 교통운영 체계를 국제표준에 맞게 수정하는 안을 제시하였다. 본 연구에서는 교통운영체계 개편시 나타나는 효과를 분석하기 위하여 대전시를 사례로 중심으로 좌회전금지, 보호/비보호 혼용 사용시 나타나는 효과를 다양한 시나리오를 통해 정량적으로 분석하였다. 좌회전 금지는 신호현시수를 줄여 신호주기를 줄이는 장점이 있다. 좌회전 금지 지점의 좌회전교통량을 하류부로 이동시켜 U턴을 주어 현시수를 줄인 결과 제어지체는 54.2초에서 22.7초로 크게 향상되었으며, 줄어든 현시로 인하여 농도원네거리방향은 제어지체가 122.2초(F)에서 16.9초(B)로 크게 향상되었다. 또한, 보호/비보호 좌회전을 도입한 결과 좌회전 교통량에 대한 제어지체가 27.0초에서 12.1초로 크게 감소하였다. 향후 좌회전 베이 유무에 따른 비보호 좌회전 허용 기준마련에 대한 연구가 필요하다.
수학은 계통성이 강하기 때문에 고학년의 수학 학습 부진은 저학년에서의 수 계산 학습 부진에 그 원인을 찾을 수 있다. 가감승제의 기본적인 계산 원리를 이해하지 못한 일부 학생들은 아무리 반복해서 알고리즘 연습을 하더라도 수학 불안으로부터 벗어날 수 없고 따라서 실제 문제 상황에서 방해를 받기 때문이다. 본 연구에서는 영상적(iconic) 표상 활동을 강화차기 위하여 2학년 학생을 대상으로 웨일의 언덕도를 도입하고 그 효과를 알아보았다. 이를 위하여 연구반과 비교반을 선정하고 실험 가설을 적용한 후, 수학에 대한 지필 평가지와 수학에 대한 설문지 조사를 시행한 결과 다음을 알 수 있었다. 첫째, 문장제 해결 능력에서 두 집단 사이에는 의미 있는 차이를 발견할 수 없었다. 그러나 시암산 능력과 추론 능력 면에서는 유의 수준 5%에서 연구반이 비교반보다 우수하였다. 둘째, 언덕도 학습을 통해서 연구반 학생들은 수 계산의 중요성을 의식하고, 계산의 즐거움, 수학에 대한 자신감이 증진되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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