• 제목/요약/키워드: NP-완전

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분기 함수를 적용한 분산 최근접 휴리스틱 (A Distributed Nearest Neighbor Heuristic with Bounding Function)

  • 김정숙
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제29권7호
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    • pp.377-383
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    • 2002
  • 외판원 문제는 잘 알려진 NP-완전 문제로, 최적해(optimal value)를 구하는 다양한 알고리즘들이 개발되었다. 그러나 최악의 경우 지수 시간이 걸리므로 수행시간을 줄이는 다양한 방법들이 제안되고 있다. 최근접 휴리스틱 알고리즘은 최적해를 구하는 다른 알고리즘들에 비해 구조가 비교적 간단하다. 따라서 본 논문에서는 외판원 문제(Traveling Salesman Problem, TSP)의 최적해를 구할 수 있는 분기 함수(bounding function)를 적용한 분산 최근접 휴리스틱(nearest neighbor heuristic) 알고리즘을 PVM(Parallel Virtual Machine)에서 제공하는 마스터/슬래이브(master/slave) 모델을 사용하여 설계하고 구현하였다. 먼저 최적해를 찾는 수행 시간을 줄이기 위해 최적화 문제에서 좋은 성능을 보이는 분산 유전 알고리즘(distributed genetic algorithm)을 수행해 얻은 근사해(near optimal)를 초기 분기 함수로 사용한다. 특히 더욱 좋은 근사해를 구하고자 유전 연산자인 돌연변이를 새롭게 변형하여 적용하였다.

시험 일정 계획 수립 문제에 관한 채색 수 알고리즘 (Chromatic Number Algorithm for Exam Scheduling Problem)

  • 이상운
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.111-117
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    • 2015
  • 시험 일정 계획 수립 문제는 정확한 해를 다항시간으로 구하는 알고리즘이 알려져 있지 않은 NP-완전이다. 이 문제에 대해, Gu${\acute{e}}$ret et al.은 $O(m^4)$ 수행 복잡도의 선형계획법으로 해를 얻고자 하였다. 반면에, 본 논문에서는 O(m) 복잡도의 채색 수 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 원 데이터를 교과목에 대한 부적합성 행렬과 그래프로 변환시켰다. 다음으로, 부적합성 제약조건을 충족하면서 최소의 시간으로 시험을 치루기 위해, 최소 차수 정점(교과목)부터 인접하지 않은 정점들을 $C_i$ 색으로 배정하여 $B_i$ 상자에 채웠다. 실험 결과, 제안된 알고리즘은 시험 일정 계획 수립 문제에 대해 선형계획법의 $O(m^4)$를 O(m)으로 단축시키면서도 동일한 해를 얻었다.

화공약품 탱크 적재 문제의 최소 여유량 탱크 적재 알고리즘 (Minimum Margin Tank Loading Algorithm for Chemical Tank Loading Problem)

  • 이상운
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.131-136
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    • 2015
  • 화공약품 탱크 적재 문제는 다항시간으로 해를 찾을 수 있는 알고리즘이 알려져 있지 않아 NP-완전으로 분류된 난제이다. 화공약품 탱크 적재 문제는 상자 포장 문제의 일종으로, Gu$\acute{e}$ret et al.은 $O(m^4)$ 수행 복잡도의 선형계획법으로 해를 얻고자 하였다. 반면에, 본 논문에서는 최소 여유량을 가진 탱크에 적재하는 규칙인 O(m) 복잡도의 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 첫 번째로 잔여량이 있는 탱크에 해당 화공약품을 적재하였다. 다음으로, 남은 화공약품을 적재할 수 있는 최소 여유량을 가진 탱크에 해당 화공약품을 적재하였다. 실험 결과, 제안된 알고리즘은 NP-완전 문제인 화공약품 적재 문제에 대해 선형계획법의 $O(m^4)$를 O(m)으로 단축시켰다.

운전기사 일정계획 문제의 교환-삽입 알고리즘 (Swap-Insert Algorithm for Driver Scheduling Problem)

  • 이상운
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.175-181
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    • 2014
  • 본 논문은 NP-완전인 DSP에 대해 O(m)의 다항시간으로 근사 해를 찾는 규칙을 제시한 휴리스틱 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 m개의 주어진 운행계획에 대해, 최소의 운전기사인 n명을 배정한 초기 배정 결과를 얻는다. 다음으로, 교환 또는 삽입의 5개 규칙들을 적용하여 초과시간 (OT)과 유휴시간 (IT)를 감소시켜 최소의 비용 (TC)을 얻었다. 제안된 알고리즘은 최적 (또는 근사) 해를 찾는 규칙을 제안한 O(m) 복잡도의 휴리스틱 다항시간 알고리즘임에도 불구하고, 5개의 실험 데이터에 적용한 결과 메타 휴리스틱 기법들과 필적하는 결과를 얻었다. 결론적으로, 본 논문에서는 CSP에 있어서 최적 해를 찾아가는 규칙이 전혀 없는 NP-완전이 아닌 다항시간의 규칙이 존재하는 P-문제가 될 수 있음을 보였다.

3-분할 문제의 상자 채우기-교환 알고리즘 (Bin Packing-Exchange Algorithm for 3-Partition Problem)

  • 이상운
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.95-102
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    • 2022
  • 본 논문은 NP-완전으로 다항시간 알고리즘이 알려져 있지 않은 3-분할 문제(TPP)에 대한 선형시간 알고리즘을 제안하였다. 본 논문은 기존에 알려진 다항시간 알고리즘인 최대-최소치와 제3의 숫자 합을 이용하는 MM법이 갖고 있는 해를 구하지 못하는 문제점을 개선한 역추적 법을 제안하였으며, 또한 역추적 법을 적용한 MM의 문제점도 개선하였다. 제안된 알고리즘은 내림차순 정렬된 S 집합을 3-분할하여 순방향, 역방향과 최대 여유량 순서인 최적합 배정 법으로 배정한 결과 10개 데이터 중 5개 데이터인 50.00%에 대해서는 최적 해를 찾을 수 있었다. 나머지 5개 데이터에 대해서도 최소 1회, 최대 7회의 잉여 상자와 부족 상자 간 숫자 교환으로 최적 해를 찾을 수 있는 성능을 보였다. 제안된 알고리즘은 n개 데이터를 3-분할한 m=n/3 보다도 적은 O(k)의 선형시간 수행 복잡도로 단순 배정과 교환 최적화를 수행하는 알고리즘으로 TPP가 NP-완전이 아닌 P-문제인 다항시간 알고리즘이 존재할 수 있음을 보였다.

교반조에서 경사 및 2단 Impeller의 교반소요동력에 관한 연구 (Power Input of Pitched and Double-Stage Paddle Impeller in a Agitated Vessel)

  • 이영세;김문갑;김종식
    • 공업화학
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    • 제7권1호
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    • pp.18-25
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    • 1996
  • 교반소요동력은 장치의 설계상 중요할 뿐만 아니라 교반 프로세스를 평가, 검토하는 데 매우 중요하다. 특히 실험실 레벨에서 플랜트로의 스케일업은 주로 동력기준으로 행해지기 때문에 장치형상의 선택과 동력의 설정이 교반효과를 결정한다. 따라서 본 연구에서는 난류역 완전방해판 조건하에서 경사 임펠러 및 2단 패들 임펠러의 적절한 동력상관식을 제시한다. $$Np_{(pitch)}=({\theta}/90^{\circ})Np_{(90^{\circ})}$$ 또한 임펠러 사이의 거리에 따른 동력수의 추산식을 제시한다. $$Np=7.09(n_p)^{0.7}(\frac{b_(double)}{d})(\frac{H}{D})^{0.18}$$, $${n_p}^{0.7}(\frac{b_{(double)}}d)$$<2 $$Np=8.73\{(n_p)^{0.7}(\frac{b_{(double)}}{d})\}^{0.7}(\frac{H}{D})^{0.18}$$, $${n_p}^{0.7}(\frac{b_{(double)}}d)$$>2.

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폐터널 저장 쌀의 이화학적 및 관능적 특성 (Physicochemical and Sensory Properties of Rice Stored in an Unused Tunnel)

  • 문갑순;김미정;진명희;김수연;박소영;류복미
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.220-228
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    • 2010
  • 본 연구는 폐터널의 양곡저장 창고로서의 가능성을 타진하기 위하여 경남지역에서 수확한 무농약벼(NP) 혹은 저농약벼(LP) 8종을 폐터널에 8개월 동안(11월~이듬해 7월) 보관하면서 월 2회 샘플링을 실시하여 10분도미로 도정한 후 쌀의 선도 및 품위특성을 평가하였고 $5^{\circ}C$에 저장 유통되는 브랜드 쌀을 양성대조군으로 이용하였다. 폐터널 저장쌀의 선도 평가를 위해 peroxidase 활성을 측정한 결과, 저장 후 3~6개월 동안 저장기간의 경과에 따른 선도의 감소가 소폭 나타났다. 단, 남해 무농약벼 및 거창 무농약벼의 peroxidase 활성이 가장 높아 무농약 재배 벼의 선도가 저농약벼에 비해 높은 것으로 드러났다. 백도(whiteness)는 NP의 저장전기 값이 대조군에 비해 유의적인 차이가 나타났으나(p<0.05) 그 외 대부분의 백도값이 40 정도를 획득하였다. 완전미 비율은 LP의 저장 전기의 값이 $92.9{\pm}1.9%$로 대조군의 $96.08{\pm}3.09%$에 비해 낮게 나타났으나 대조군이 저장전기에 비해 저장후기에 완전미 비율이 크게 감소한 데 비해 폐터널 저장쌀은 완전미 비율의 감소율이 낮게 나타나서 장기간 저장 시 그 장점이 더욱 부각될 것으로 보였다. 분상질미(chalky rice)는 저장 전기에는 대조군에 비해 차이가 나타나지 않았으나 저장후기에는 NP, LP 모두 유의적으로 증가하였다. 파쇄미(broken rice) 비율은 NP와 대조군간에는 차이가 나타나지 않았고 LP는 저장 전기 및 후기 모두 대조군에 비해 높게 나타났다. 손상미(damaged rice)와 변색미(colored rice)비율은 군간의 유의성이 관찰되지 않았다. 이화학적 특성에 있어, NP와 LP의 단백질 함량은 7.1%, 7.3%로 나타났으며 폐터널 저장쌀의 아밀로스 함량은 11.1~17.2로서 벼의 생육조건이나 환경에 따라 아밀로스 함량이 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 폐터널 저장벼의 평균 수분함량은 $13.94{\pm}0.26%$로 적정 수분 량보다 낮았으며 저장전기의 수분함량은 대조군에 비해 비교적 낮았으나 저장 후기에는 그다지 차이가 나타나지 않았다. 식미치는 저장전기에 NP와 LP에서 각각 $71.3{\pm}2.1$, $71.7{\pm}1.5$로 나타나 대조군의 $74.0{\pm}3.6$에 비해 큰 차이가 없었으며 저장후기의 식미치는 모든 군에서 저장전기에 비해 대폭 감소하였으나 실험군과 대조군 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 폐터널 저장쌀과 $5^{\circ}C$ 이온쌀로 지은 밥의 외관, 조직감 및 향미에 대해 비교한 결과, 윤기, 밥알의 온전함, 찰기 및 구수한 맛은 대조군의 평균값들이 약간 높게 나타났다. 한편, 노란 정도와 경도, 산패취와 군내는 터널쌀로 지은 밥이 대조군에 비해 경미한 차이로 높게 나타났다. 끝으로 전체적인 선호도는 대조군($5.25{\pm}1.0$)이 터널쌀($4.6{\pm}0.8$) 보다 높았으나 10개의 전 항목에 있어 통계적 유의성이 나타난 항목은 없었다. 끝으로, 고온다습한 여름을 보내는 한국 실정에 있어서 폐터널이라는 환경은 내부 온도 및 습도가 쌀 저장에 유리하게 유지되는 특성이 있었으며, 본 연구가 장기간 폐터널 보관쌀의 품위특성을 보고하는 첫 사례임을 감안할 때 이후 기관 및 학계의 폭넓은 관심이 요구된다.

확장가능한 2단계 QoS 라우팅 방식 (Scalable Two Phases QoS Routing Scheme)

  • 김승훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권12B호
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    • pp.1066-1080
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    • 2003
  • 본 논문에서는 대규모 고속 통신망에서 분산 멀티미디어 응용을 지원하기 위한 확장가능한 2단계의 QoS 라우팅 방식을 제안한다. QoS 라우팅 문제는 다중척도 최단거리 문제로 변형될 수 있으며 이는 NP-complete로 알려져 있다. 계층적 통신망을 위하여 제안된 라우팅 방식은 두 단계로 이루어져 있다. 첫번째 단계는 특정 응용의 요구와 관계없이 모든 수준의 도메인에서 들어오는 경계노드와 나가는 경계노드 쌍간에 도메인을 경유하는 횡단트래픽을 위한 경로의 QoS distance 값을 정기적으로 선계산한다. 두번째 단계는 응용에서의 요구가 왔을때 실행되며, 계층적 완전경로 계산에 필요한 그래프 구축을 위한 분산알고리즘이 실행된다. 이와같이 자원가용성 정보를 공시하지 않고 조회방식을 사용함으로써 정보의 flood로 생성되는 많은 통신 오버헤드를 줄일 수 있다. 제안된 알고리즘에서는 또한 기존의 방식에서 완전히 무시되거나 혹은 부분적으로 고려되었던 통신망의 위상도 고려하여 계층적 완전경로의 불완전성을 보완하였다. 마지막으로 대략적으로 계산된 계층적 완전경로부터 QoS 라우팅 문제를 체계적으로 분할하여 수준1 도메인의 경로로 확장하는 분산 알고리즘을 제안하였다.

산란계에 Microbial Phytase 첨가시 산란율, 계란 품질, 인 이용율 및 영양소 대사율에 미치는 영향 (Effect of Dietary Microbial Phytase on Laying Performance, Egg Quality, Phosphorus Utilization and Nutrient Metabolizability in Laying Hens)

  • 장해동;현영;김희성;황일환;유종상;김효진;신승오;황염;주천상;진영걸;조진호;김인호
    • 한국가금학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.115-121
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    • 2008
  • 본 시험은 microbial phytase을 첨가하여 산란계에 급여시 산란율, 계란 품질, 인 이용율 및 영양소 소화율에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수행하였다. 32주령 Hy-Line Brown 갈색계 120수를 공시하여, 4주간 사양시험을 실시하였다. 시험 설계는 CON(control), LP(low phosphorus diet), NP(low phosphorus diet + 0.03% normal microbial phytase) 및 CP(low phosphorus diet + 0.03% coated microbial phytase)로 4개 처리를 하여 처리당 5반복, 반복당 6수씩 완전 임의 배치하였다. 전체 기간 동안 산란율은 CON과 CP 처리구가 LP 처리구보다 높게 나타났다(P<0.05). 난각 강도와 난각 두께는 LP 처리구에 비해 CON, CP 및 NP 처리구가 높게 나타났다(P<0.05). 난황색과 haugh unit에서는 CON, CP 및 NP 처리구가 LP 처리구보다 높게 나타났다(P<0.05). 혈액내 칼슘과 인 농도는 CP 처리구가 LP 처리구에 비해 높게 나타났다(P<0.05). 건물 소화율과 질소 소화율에서는 CP 처리구가 CON, LP 및 NP 처리구에 비하여 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 회분소화율은 CON, CP 및 NP 처리구가 LP 처리구에 비해 증가하였다(P<0.05). 칼슘 소화율과 인 소화율에서는 CP와 NP 처리구가 CON과 LP 처리구에 비해 높게 나타났다(P<0.05). 칼슘 흡수량은 CON, CP 및 NP 처리구가 LP 처리구보다 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 인 흡수량은 CP와 NP 처리구가 CON과 LP 처리구와 비교하여 유의적으로 높게 나타내었다(P<0.05). 질소와 칼슘 배출량은 CON, NP 및 CP 처리구가 LP 처리구에 비해 유의적으로 낮게 나타냈다(P<0.05). 인 배출량은 LP, NP 및 CP 처리구가 CON 처리구에 비해 유의적으로 낮게 나타내었다(P<0.05). 결론적으로, 산란계에 있어 코팅된 microbial phytase의 첨가는 산란율, 계란 품질, 혈액 내 칼슘과 무기태 인, 영양소 소화율과 칼슘 및 인 흡수량을 증진시키며, 질소와 칼슘 배출량을 감소시키는 것으로 나타났다.

스도쿠 퍼즐을 위한 이진역추적 알고리즘 (Binary Backtracking Algorithm for Sudoku)

  • 이상운
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.155-161
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    • 2017
  • 본 논문은 지금까지 NP-완전 문제로 다항시간 알고리즘이 존재하지 않는 스도쿠 퍼즐 문제의 해를 다항시간으로 구하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 빈칸들에 [$1,2,{\cdots},9$] 중에서 행, 열과 블록에 존재하는 실마리 숫자를 제외한 후보 집합을 초기치로 설정하였다. 빈칸의 후보 집합에 대해 Stuart이 제시한 기본적인 규칙들과 더불어 2개의 추가 규칙을 제시하고, 마지막으로 이진 역추적 기법(BBT)을 적용하였다. 다양한 부류의 해를 갖는 실험데이터들에 대해 적용한 결과 제안된 BBT 알고리즘은 어떠한 부류의 해를 갖던지에 상관없이 주어진 스도쿠 퍼즐을 풀 수 있음을 보였다.