• 제목/요약/키워드: Computer Studies

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반도체 검증을 위한 MPI 기반 클러스터에서의 대용량 FDTD 시뮬레이션 연산환경 구축 (Implementation of Massive FDTD Simulation Computing Model Based on MPI Cluster for Semi-conductor Process)

  • 이승일;김연일;이상길;이철훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.21-28
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    • 2015
  • 반도체 공정에서는 소자 내부의 물리량 계산을 통해 불순물의 움직임을 해석하여 결점을 검출하는 시뮬레이션을 수행하게 된다. 이를 위해 유한 차분 시간 영역 알고리즘(Finite-Difference Time-Domain, 이하 FDTD)과 같은 수치해석 기법이 사용된다. 반도체 칩의 집적도 향상으로 인하여 소자의 크기는 나노스케일 시대로 접어들었으며, 시뮬레이션 사이즈 또한 커지고 있는 추세이다. 이에 따라 CPU와 GPU 같은 하나의 연산 장치에서 수행할 수 없는 문제와 다중의 연산 장치로 구성된 한 대의 컴퓨터에서 수행할 수 없는 문제가 발생하기도 한다. 이러한 문제로 인해 분산 병렬처리를 통한 FDTD 알고리즘 연구가 진행되고 있다. 하지만 기존의 연구들은 단일 연산장치만을 이용하기 때문에 GPU를 사용하는 경우 연산 속도는 빠르나 메모리의 제한이 있으며 CPU의 경우 GPU에 비해 연산 속도가 느린 단점이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 CPU, GPU의 이기종 연산 장치를 포함하는 컴퓨터로 구축된 클러스터 상에서 작업 사이즈에 제한되지 않고 시뮬레이션 수행이 가능한 컴퓨팅 모델을 구현하였다. 점대점 통신 기반의 MPI 라이브러리를 이용하여 연산 장치 간 통신을 통한 시뮬레이션을 테스트 하였고 사용하는 연산 장치의 종류와 수에 상관없이 시뮬레이션이 정상 동작함을 확인하였다.

반복계산법을 이용한 철도고압배전계통의 고장점표정 알고리즘 (Fault Location Estimation Algorithm in the Railway High Voltage Distribution Lines Using Flow Technique)

  • 박계인;창상훈;최창규
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.71-79
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    • 2008
  • 철도 고압배전선로의 경우 궤도를 따라 양방향으로 선로연변에 통신 및 신호설비와 병행하여 가공 또는 지중선로로 설치되어 있다. 가공선로의 경우에는 대기중에 노출되어 있어 뇌격, 폭풍우, 염해 등 자연현상으로 인한 고장발생이 다수 발생하고 있으며, 이에 따른 보호장치의 오 부동작이 빈번하게 발생하고 있다. 철도 고압배전선로에서 발생하는 사고 중 가장 많은 것은 1선 지락이지만 이밖에 선간 단락, 심할 경우에는 3선 지락(단락)으로까지 진전되는 사고가 있을 뿐만 아니라 단선 사고까지 발생하는 경우도 있다. 따라서 사고를 방지하기 위해서는 보다 상세한 점검보수가 필요하며, 고장발생시 조기발견과 신속한 고장처리는 철도안전수송에 중요하다. 본 논문에서는 철도 고압배전계통의 주류를 이루게 될 22.9[kV] 직접접지 계통을 대상으로 고장 발생시 고장 위치를 신속하게 표정할 수 있는 고장점 표정 알고리즘 개발을 위해 22.9[kV] 고압배전계통을 모델링 하여 특성해석과 고장해석을 수행하였고, 정확한 고장점 표정이 가능한 반복계산법을 이용한 알고리즘을 제시하였으며, 사례연구를 통해 성능을 입증하였다.

그래프의 정점 연결성에 대한 최소 범위 할당 (Minimum Cost Range Assignment for the Vertex Connectivity of Graphs)

  • 김재훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.2103-2108
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    • 2017
  • m차원 평면 $R^m$ 상에 n개의 점들 $p_i$가 주어질 때, 범위 r에 대해서, 점 $p_i$로부터 거리 r이내 점들의 집합 $T_i$를 생각한다. m=1 일 때, $T_i$는 직선상의 구간이고, m=2일 때, $T_i$는 평면상의 원에 해당된다. 집합 $T_i$들을 정점에 대응하고, 두 집합이 교차하는 경우에 대응하는 두 정점 사이에 간선를 연결하면 교차 그래프 G를 얻을 수 있다. m=1일 때, G는 진구간 그래프(proper interval graph), m=2일 때, G는 단위 원판 그래프(unit disk graph)라고 부른다. 본 논문에서는 범위 r이 변화하면 바뀌는 교차 그래프 G(r)에 관심이 있다. 특별히 G(r)가 연결 그래프가 되는 최소 r을 찾는 문제를 다룰 것이다. 이 문제에 대해서 진구간 그래프 G(r)에 대해서 O(n)시간 알고리즘, 단위 원판 그래프 G(r)에 대해서 $O(n^2{\log}\;n)$시간 알고리즘을 제안한다. 직선상의 점들이 추가 되거나 삭제되는 동적 환경 하에서 위 문제를 O(lon n)시간에 해결하는 알고리즘도 제안한다.

Why Gabor Frames? Two Fundamental Measures of Coherence and Their Role in Model Selection

  • Bajwa, Waheed U.;Calderbank, Robert;Jafarpour, Sina
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제12권4호
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    • pp.289-307
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    • 2010
  • The problem of model selection arises in a number of contexts, such as subset selection in linear regression, estimation of structures in graphical models, and signal denoising. This paper studies non-asymptotic model selection for the general case of arbitrary (random or deterministic) design matrices and arbitrary nonzero entries of the signal. In this regard, it generalizes the notion of incoherence in the existing literature on model selection and introduces two fundamental measures of coherence-termed as the worst-case coherence and the average coherence-among the columns of a design matrix. It utilizes these two measures of coherence to provide an in-depth analysis of a simple, model-order agnostic one-step thresholding (OST) algorithm for model selection and proves that OST is feasible for exact as well as partial model selection as long as the design matrix obeys an easily verifiable property, which is termed as the coherence property. One of the key insights offered by the ensuing analysis in this regard is that OST can successfully carry out model selection even when methods based on convex optimization such as the lasso fail due to the rank deficiency of the submatrices of the design matrix. In addition, the paper establishes that if the design matrix has reasonably small worst-case and average coherence then OST performs near-optimally when either (i) the energy of any nonzero entry of the signal is close to the average signal energy per nonzero entry or (ii) the signal-to-noise ratio in the measurement system is not too high. Finally, two other key contributions of the paper are that (i) it provides bounds on the average coherence of Gaussian matrices and Gabor frames, and (ii) it extends the results on model selection using OST to low-complexity, model-order agnostic recovery of sparse signals with arbitrary nonzero entries. In particular, this part of the analysis in the paper implies that an Alltop Gabor frame together with OST can successfully carry out model selection and recovery of sparse signals irrespective of the phases of the nonzero entries even if the number of nonzero entries scales almost linearly with the number of rows of the Alltop Gabor frame.

흡수정의 유동해석 (Flow analysis of the Sump Pump)

  • 정한별;노승희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.673-680
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    • 2017
  • 흡수정은 댐이나 저수지에 저장된 물을 흡입하여 사용하는 설비이다. 흡입한 다량의 물은 화력 및 원자력 등의 대형 발전소의 냉각시스템에 사용된다. 특징으로 흡입 유량과 흡수정의 비가 작으면 흡입구 주변에서 유속이 증가한다. 이로 인해 와류나 선회류의 불균형 유동이 발생된다. 불균형 유동은 흡수정의 성능을 저하나 고장의 원인이 된다. 해결하기 위한 다양한 방법이 고안되고 있으나 최저수위 일 경우 정확한 해결 방법을 찾지 못하고 있다. 가장 효율적인 해결방법으로는 AVD를 설치하거나 관로를 길게하는 방법이 있다. 이렇게 설치된 구조물이 유동의 흐름을 균일하게 만들어 주기 때문이다. 본 논문에서는 관로의 길이와 AVD의 형태 변화에 따른 흡수정 내의 유동특성을 수치해석으로 분석한다. 수치해석을 위하여 수정의 흡입부, 섬프, 펌프의 3단계로 분리하여 모델링하였다. 격자는 해석의 정확도를 위해 흡입부는 비조밀, 흡수정과 AVD는 조밀하게 하였다. ANSYS ICEM-CFD 14.5를 이용하여 120~150만개의 격자를 생성하였고 Tetra grid와 Prism grid를 혼용하였다. 해석을 위해 상용 CFD 프로그램인 ANSYS CFX14.5의 SST 난류모델을 선정하였다. 조건으로 H.W.L 6.0m, L.W.L 3.5, Qmax 4.000 kg/s, Qavg 3.500 kg/s Qmin 2.500 kg/s로 설정하였다. 보텍스 각도와 속도분포로 해석한 결과는 다음과 같다. Ext E-type의 AVD를 설치한 흡수정이 최고수위 일때 합격하였다. 추후, Ext E-type을 기본으로 하여 최저수위일 때 만족하는 연구가 필요하다.

다중 웨어러블 센서를 활용한 운전자 상태 인식 (Driver's Status Recognition Using Multiple Wearable Sensors)

  • 신의섭;김명국;이창욱;강행봉
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제6권6호
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    • pp.271-280
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    • 2017
  • 본 논문에서는 자동차의 안전운전을 위해서 운전자의 생체정보를 수집하여 운전자의 상태에 따라 운전자에게 적절한 경보를 하거나, 직접 자동자를 제어할 수 있는 기반 시스템을 제시하였다. 기존의 운전자 얼굴정보를 촬영하여 정보를 획득하거나, 운전자의 시트나 스티어링 휠에 센서를 장착하여 생제정보를 획득하는 방식이 부정확하거나 단속적인 정보만을 얻을 수 있는데 비하여, 본 논문에서 제시한 웨어러블 장치는 의료장비 수준의 정확도를 얻을 수 있었으며, 지속적으로 높은 정확도의 생체신호를 얻을 수 있었다. 개발된 웨어러블 장치에는 심박, 피부전도도, 피부온도를 측정할 수 있는 센서를 장착하였으며, 자동차에서 발생되는 각종 잡음을 제거할 수 있는 필터 기술을 적용하였고, 가속도센서와 자이로 센서를 장착하여 측정 오차를 제거하는 기술을 적용하였다. 수집된 생체신호를 바탕으로 운전자의 상태를 판별할 수 있는 기준을 제시하였고, 공인인증기관에 의뢰하여 의료수준 정도의 정확성이 있음을 검증하였다. 실험실 시험과 실차 시험을 통하여 개발된 장치가 운전자의 상태를 측정할 수 있는 장치로 활용될 수 있음을 검증하였다.

웹콘텐츠 서비스 평가 (An Evaluation Method for Web Contents Services)

  • 장희선;박종태
    • 서비스연구
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    • 제3권2호
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    • pp.33-44
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    • 2013
  • 인터넷과 모바일 서비스의 증가로 유무선 웹 콘텐츠 서비스 이용이 증가하고 보다 다양한 콘텐츠 수요가 발생하고 있다. 경쟁력 있는 콘텐츠를 제공하는 웹사이트로 살아남기 위해 그리고 접근성, 웹표준에 대한 기술적 오류를 없애고 콘텐츠 이용률이 높은 사이트가 되기 위해서는 마케팅 및 캠페인과 같은 이벤트도 필요하지만 무엇보다도 정기적인 사이트 평가를 통하여 문제점을 진단하고 이를 해결하는 노력이 요구된다. 본 논문에서는 웹콘텐츠 서비스를 제공하는 사이트 평가 방법을 크게 정량적 방법과 정성적 방법으로 구분하여 제시하고 정량적 방법의 타당성을 검증하기 위해 국내 138개 홈페이지에 대한 평가 결과를 분석하였다. 정량평가를 위하여 접근성, 표준성 및 이용성 항목으로 구분하고 접근성은 K-WAH(Korea-Web Accessibility Helper)를 이용하여 인식 운용 이해의 용이성 및 기술적 진보성 항목에서의 오류수를 진단하고 표준성은 W3C Validator를 이용하여 웹표준의 오류 및 경고수를 분석하며, 이용성은 구글 애널리틱스를 이용하여 사용자 방문수, 평균 방문시간, 이탈률 등을 평가한다. 그리고 웹사이트에 대한 비용(구축 및 운용비)을 고려하여 정량평가와 비용 사이의 상관관계를 분석한다. 분석 결과, 100점 만점으로 환산하였을 때, 평균 55점, 표준편차 14점으로 평가되었으며 정량평가 점수와 비용 사이에는 양(+)의 상관관계가 존재하나 상관계수는 0.058로 그다지 높지 않음을 알 수 있다.

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다변량 기법을 이용한 혼합치열기 분석법 (Mixed dentition analysis using a multivariate approach)

  • 서승현;안홍석;이신재;임원희;김봉래
    • 대한치과교정학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.112-119
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    • 2009
  • 본 연구는 다변량 기법을 도입하여 치아 크기의 다양성을 고려하면서 정확성이 높은 혼합치 열기 분석법을 개발하기 위해 시행되었다. 견치 및 소구치 크기를 예측하는 데 이용된 변수는 상악 중절치, 상악 제1대구치, 하악 중절치, 하악 측절치 및 하악 제1대구치로서 총 5개 치아 크기 변수가 이용되었다. 우선 정상교합자 연구 표본 307명을 5개 치아 변수를 이용하여 k-means 군집 분석으로 치아 크기에 따라 나눈 후 판별식을 이용, 치아 크기가 큰 그룹과 작은 그룹으로 분류하였다. 이후 견치와 소구치 크기의 합을 예측하기 위하여 남녀별, 상하악별, 치아 크기 그룹별로 다중선형 분석을 이용하여 회귀식을 구했다. 검증 표본에는 504명의 부정교합자가 이용되었으며, 이들에 대하여 정상교합자로부터 도출된 판별식을 이용하여 2그룹으로 할당한 후 정상교합자로부터 도출된 회귀식을 이용하여 상악과 하악의 견치 및 소구치 크기 합을 예측하였다. 오차 분석 결과 정상교합자는 최대 0.71, 부정교합자 검증표본은 최대 0.82 mm의 residual standard deviation 값을 보였다. 부정교합 분류별, 치아 크기 패턴별로 예측 오차의 유의한 차이는 없었다. 1 mm 및 2 mm 이상의 예측 오차를 보인 빈도는 각각 17.3%와 1.8%였다. 본 연구 결과 도출된 혼합치열기 분석법은 기존의 연구들과 비교하여 그 정확성이 높은 것으로 고찰되었다. 다만, 임상 적용 시 복잡한 계산 과정으로 인하여 전산화 환경에서 더욱 유용할 것으로 생각된다.

IP 범주화와 특성 대응을 통한 인터페이스 회로 자동 합성 (Automatic Interface Synthesis based on IP Categorization and Characteristics Matching)

  • 윤창열;장경선
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권10호
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    • pp.34-44
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    • 2006
  • 시스템 온 칩(SoC) 설계에서는 설계 시간을 줄이기 위해서 미리 검증된 IP(Intellectual Property) 하드웨어 블록을 사용한다. 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 IP간의 연결을 위해서는 인터페이스 회로가 필요하다. SoC 설계에는 인터페이스 회로 설계가 빈번하게 발생하며, 오류발생 가능성이 높다. 따라서 인터페이스 회로의 자동생성이 필요하다. IP의 통신 프로토콜을 입력으로 인터페이스 회로를 생성하는 여러 연구가 진행되어 왔다. 그러나 IP의 통신 프로토콜만으로는 인터페이스 회로를 생성하기 어려운 경우가 있다. 주소를 사용하는 IP와 주소를 사용하지 않는 IP간 연결, 주소/데이터가 여러 포트로 전송되는 IP와 하나의 포트로 전송되는 IP간 연결, 매 전송마다 주소와 데이터가 함께 전송되는 IP와 하나의 시작주소에 여러 데이터가 전송되는 IP간의 연결 등에서는 기존 방법에 의한 인터페이스 회로의 자동 생성이 어렵다. 그것은 기존의 방법들이 IP 특성에 따른 범주 구분과, 특성간의 대응에 따라 합성 알고리즘도 변해야 함을 고려하지 않았기 때문이다. 본 논문에서는 IP의 통신프로토콜 특성에 따라 범주를 나누고, 어떤 특성을 갖는 IP의 연결인 지에 따라 인터페이스 합성 알고리즘이 이를 고려할 수 있도록 하였다. 실험에서는 다양한 특성을 갖는 IP 간 연결을 위한 인터페이스 회로를 생성하고 검증했음을 보인다.

고속도로 교통정보 수집을 위한 V2X 차량비율 추정연구 (A Study on the Estimation of the V2 X-Rate Ratio for the Collection of Highway Traffic Information)

  • 나성용;이승재;안상현;김주영
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.71-78
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    • 2018
  • 교통은 점차 V2X와 자율주행자동차의 시대로 변화하고 있다. 교통상황에 대한 정확한 판단은 경로선택 또는 자율주행에 있어 중요한 지표이다. 정확한 교통상황을 파악하기 위한 방법으로 택시와 같은 프로브 차량을 이용하는 방법이 많이 사용되고 있다. 이러한 방법은 프로브 차량의 특성에 따라 데이터가 편향될 수 있으며, 막대한 비용이 발생하는 문제점이 있다. V2X 차량은 이러한 문제점을 해결할 수 있으며, 무엇보다 실시간으로 교통정보를 수집하고, 배포가 가능할 것으로 판단된다. 모든 차량이 V2X 차량일 경우, 이러한 문제는 간단하게 해결될 것으로 기대된다. 하지만 일부만 V2X차량일 때는 대표성의 문제가 검토되어야 한다. 이를 위하여 가상의 네트워크와 교통류를 생성하였으며, SUMO 시뮬레이션을 통해 다양한 시나리오분석을 수행하였다. 교통량 수준에 따라 V2X 차량군과 Non-V2X 차량군 사이의 통행시간에 대한 통계적 검증을 수행하였다. 3~5% 이상으로 구성된 교통류 또는 110대/시이상으로 V2X 차량이 구성된 교통류에서는 V2X 차량의 통행정보가 대표성을 띌 수 있다는 것을 확인하였다. 향후 다양한 네트워크 및 실제 상황에 대하여 적용하고자 한다.