• 제목/요약/키워드: Nearest Neighbor Index Analysis

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머신러닝을 활용한 대학생 중도탈락 위험군의 예측모델 비교 연구 : N대학 사례를 중심으로 (A Comparative Study of Prediction Models for College Student Dropout Risk Using Machine Learning: Focusing on the case of N university)

  • 김소현;조성현
    • 대한통합의학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.155-166
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    • 2024
  • Purpose : This study aims to identify key factors for predicting dropout risk at the university level and to provide a foundation for policy development aimed at dropout prevention. This study explores the optimal machine learning algorithm by comparing the performance of various algorithms using data on college students' dropout risks. Methods : We collected data on factors influencing dropout risk and propensity were collected from N University. The collected data were applied to several machine learning algorithms, including random forest, decision tree, artificial neural network, logistic regression, support vector machine (SVM), k-nearest neighbor (k-NN) classification, and Naive Bayes. The performance of these models was compared and evaluated, with a focus on predictive validity and the identification of significant dropout factors through the information gain index of machine learning. Results : The binary logistic regression analysis showed that the year of the program, department, grades, and year of entry had a statistically significant effect on the dropout risk. The performance of each machine learning algorithm showed that random forest performed the best. The results showed that the relative importance of the predictor variables was highest for department, age, grade, and residence, in the order of whether or not they matched the school location. Conclusion : Machine learning-based prediction of dropout risk focuses on the early identification of students at risk. The types and causes of dropout crises vary significantly among students. It is important to identify the types and causes of dropout crises so that appropriate actions and support can be taken to remove risk factors and increase protective factors. The relative importance of the factors affecting dropout risk found in this study will help guide educational prescriptions for preventing college student dropout.

데이터 접근 패턴 은닉을 지원하는 암호화 인덱스 기반 kNN 질의처리 알고리즘 (kNN Query Processing Algorithm based on the Encrypted Index for Hiding Data Access Patterns)

  • 김형일;김형진;신영성;장재우
    • 정보과학회 논문지
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    • 제43권12호
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    • pp.1437-1457
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    • 2016
  • 데이터베이스 아웃소싱 환경에서, 클라우드는 인증된 사용자에게 아웃소싱된 데이터베이스를 기반으로 질의 서비스를 제공한다. 그러나 금융, 의료 정보와 같은 민감한 데이터는 클라우드에 아웃소싱 되기 전에 암호화되어야 한다. 한편, kNN 질의는 다양한 분야에서 폭넓게 사용되는 대표적인 질의 타입이며, kNN 질의 결과는 사용자의 관심사 및 선호도와 밀접하게 연관된다. 따라서 데이터 보호와 질의 보호를 동시에 고려하는 kNN 질의 처리 알고리즘에 대한 연구가 진행되어 왔다. 그러나 기존 연구는 높은 연산 비용이 요구되거나, 탐색한 인덱스의 노드 및 반환된 질의 결과가 드러나기 때문에 데이터 접근 패턴이 노출되는 문제점이 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 암호화 데이터베이스 상에서의 kNN 질의처리 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 데이터 보호 및 질의 보호를 지원한다. 또한, 제안하는 알고리즘은 데이터 접근 패턴을 보호하는 동시에 효율적인 질의처리를 지원한다. 이를 위해, 데이터 접근 패턴 노출 없이 데이터 필터링을 지원하는 암호화 인덱스 탐색 기법을 제안한다. 성능 분석을 통해, 제안하는 알고리즘이 기존 기법에 비해 질의처리 시간 측면에서 우수한 성능을 보임을 검증한다.

분류 알고리즘 기반 주문 불균형 정보의 단기 주가 예측 성과 (Classification Algorithm-based Prediction Performance of Order Imbalance Information on Short-Term Stock Price)

  • 김선웅
    • 지능정보연구
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    • 제28권4호
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    • pp.157-177
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    • 2022
  • 투자자들은 증권회사가 제공하는 시세표인 Limit Order Book 정보를 통해 국내외 투자자들이 제출하는 주문 정보를 실시간으로 파악하면서 거래에 참여하고 있다. Limit Order Book에 실시간으로 공개되고 있는 주문 정보가 주가 예측에서 유용성이 있을까? 본 연구는 장 중 투자자들의 매수와 매도 주문이 어느 한쪽으로 쏠리면서 주문 불균형이 나타나는 경우 미래 주가 등락의 예측 변수로서 유의성이 있는지를 분석하는 것이다. 분류 알고리즘을 이용하여 주문 불균형 정보의 당일 종가 등락에 대한 예측 정확도를 높이고, 예측 결과를 이용한 데이트레이딩 전략을 제안하며 실증분석을 통해 투자 성과를 분석한다. 자료는 2004년 1월 19일부터 2022년 6월 30일까지의 4,564일 동안의 코스피200 주가지수선물 5 분 봉 주가를 분석하였다. 실증분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 총매수 주문량과 총매도 주문량의 불균형 정도로 측정하는 주문 불균형지수와 주가는 유의적 상관성을 보인다. 둘째, 주문 불균형 정보는 당일 종가까지의 미래 주가 등락에 대해서도 유의적인 영향력이 나타났다. 셋째, 주문 불균형 정보를 이용한 당일 종가 등락의 예측 정확도는 Support Vector Machines 알고리즘이 54.1%로 가장 높게 나타났다. 넷째, 하루 중 이른 시점에서 측정한 주문 불균형지수가 늦은 시점에서 측정한 주문 불균형지수보다 예측 정확성이 더 높았다. 다섯째, 종가 등락 예측 결과를 이용한 데이트레이딩 전략의 투자 성과는 비교모형의 투자 성과보다 높게 나타났다. 여섯째, 분류 알고리즘을 이용한 투자 성과는 K-Nearest Neighbor 알고리즘을 제외하면 모두 비교모형보다 총수익 평균이 높게 나타났다. 일곱째, Logistic Regression, Random Forest, Support Vector Machines, XGBoost 알고리즘의 예측 결과를 이용한 데이트레이딩 전략의 투자 성과는 수익성과 위험성을 동시에 평가하는 샤프비율에서도 비교모형보다 높은 결과를 보여주었다. 본 연구는 Limit Order Book 정보 중 총매수 주문량과 총매도 주문량 정보의 경제적 가치가 존재함을 밝혔다는 점에서 기존의 연구와 학술적 차별점을 갖는다. 본 연구의 실증분석 결과는 시장 참여자들에게 투자 전략적 측면에서 함의가 있다고 판단된다. 향후 연구에서는 최근 활발히 연구가 진행되고 있는 딥러닝 모형 등으로의 확장을 통해 주가 예측의 정확도를 높임으로써 데이트레이딩 투자전략의 성과를 개선할 필요가 있다.

국내 건강정보관련 연구에 대한 계량서지학적 분석 (Bibliometric Analysis on Health Information-Related Research in Korea)

  • 김진원;이한슬
    • 정보관리학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.411-438
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    • 2024
  • 본 연구는 계량서지학적 분석 방법을 통해 여러 영역으로 나누어진 국내 건강정보 관련 연구를 통합적인 시각으로 보고자 하였다. 이를 위해 한국학술지인용색인 데이터베이스를 통해 2002년부터 2023년까지의 국내 '건강정보' 관련 논문 1,193편을 수집하여 시기별 동향, 학문분야, 지적구조, 키워드 변화 시기를 분석하였다. 분석결과, 건강정보 관련 논문 수는 지속적으로 증가하였으며, 2021년 이후 감소하고 있다. 건강정보 관련 연구의 주요 학문분야는 '의공학', '예방의학/직업환경의학', '법학', '간호학', '문헌정보학', '학제간연구'로 볼 수 있다. 건강정보 관련 연구의 지적구조를 파악하기 위해 단어동시출현분석을 시행하였다. 이후 도출된 네트워크의 구조와 군집파악을 위해 병렬최근접이웃클러스터링 알고리즘을 적용한 결과 '건강정보에 대한 의료공학적 관점'과 '건강정보에 대한 사회과학적 관점'이라는 2개의 대군집을 중심으로 그에 속한 4개의 중군집, 17개의 소군집을 파악할 수 있었다. 학문분야와 키워드의 변화 시기를 추적하기 위해 변곡점 분석을 시도하였으며 공통적으로 2010년과 2011년 사이에 변화가 있는 것으로 나타났다. 마지막으로 평균 출판년도와 단어출현빈도를 통해 전략 다이어그램을 도출하였으며 고빈도 키워드를 '유망', '성장', '성숙' 영역으로 구분하여 제시하였다. 본 연구는 주로 내용분석 중심의 선행연구들과 다르게 여러 가지 계량서지학적 방법을 통해 건강정보 관련 연구영역을 통합적인 시각으로 바라보았다는 데 의의가 있다.

수출인프라강화사업이 식품유통기업 수출에 미치는 정책효과 분석 (An Analysis of Policy Effects of Export Infrastructure Strengthening Program on Export of Food Distribution Companies)

  • 황성혁;지성태
    • 유통과학연구
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    • 제16권1호
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    • pp.87-99
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    • 2018
  • Purpose - The Export Infrastructure Strengthening Program(EISP) is a project to expand exports of agri-food products through providing customized export information to food distribution companies and supporting overseas information activities. A total of 39.6 billion won was provided by 2016. So, the purpose of this study is to analyze whether EISP is effective for expanding exports of agri-food products. Research design, data, and methodology - A simple average difference between the export performance of the policy beneficiaries and the non-policy beneficiaries can be biased if the export capacity or inherent characteristics of the enterprise are not taken into consideration. In order to solve the problem of such a bias, the propensity score matching(PSM) method has been employed in this study. PSM is a method of converting the characteristics of an export company into an index through logit analysis and then reducing the matching to one dimension to improve the accuracy of the performance measurement. Results - The balancing test was conducted to determine how the characteristics of the policy beneficiary group and the matched policy non-beneficiary group corresponded to each other. As a result of the test, we could not reject the null hypothesis that there was no difference between the two groups, so that after the matching, the two groups were similar and the explanatory variables were well controlled. Using the nearest neighbor matching with propensity score estimating through logit analysis, we estimated average treatment effect on the treated(ATT). The food companies participating the EISP had the effect of increasing the exports of $ 5.88 million. As a result, the number of export contracts increased by 11.77, the number of exporting countries by 7.52, the number of export items by 47.51, and the number of buyers' consultation by 3.50. And overseas marketing expenses increased by 35.92 million won. Except for the number of export contracts, other export performance results showed statistically significant results. Conclusions - As the EISP has a positive effect on the expansion of agro-food exports, efforts should be made to find out the limitations or problems of the policy in the future and to make a greater contribution to the increase of exports.

Comparison of Inflammatory Markers Changes in Patients Who Used Postoperative Prophylactic Antibiotics within 24 Hours after Spine Surgery and 5 Days after Spine Surgery

  • Youn, Gun;Choi, Man Kyu;Kim, Sung Bum
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제65권6호
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    • pp.834-840
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    • 2022
  • Objective : C-reactive protein (CRP) level, erythrocyte sedimentation rate (ESR), and white blood cell (WBC) count are inflammatory markers used to evaluate postoperative infections. Although these markers are non-specific, understanding their normal kinetics after surgery may be helpful in the early detection of postoperative infections. To compliment the recent trend of reducing the duration of antibiotic use, this retrospective study investigated the inflammatory markers of patients who had received antibiotics within 24 hours after surgery according to the Health Insurance Review & Assessment Service guidelines and compared them with those of patients who had received antibiotics for 5 days, which was proven to be non-infectious. Methods : We enrolled 74 patients, divided into two groups. Patients underwent posterior lumbar interbody fusion (PLIF) at a single institution between 2019 and 2020. Group A included 37 patients who received antibiotics within 24 hours after the PLIF procedure, and group B comprised 37 patients who had used antibiotics for 5 days. A 1 : 1 nearest-neighbor propensity-matched analysis was used. The clinical variables included age, sex, medical history, body mass index, estimated blood loss, and operation time. Laboratory data included CRP, ESR, and WBC, which were measured preoperatively and on postoperative days (POD) 1, 3, 5, and 7. Results : CRP dynamics tended to decrease after peaking on POD 3, with a similar trend in both groups. The average CRP level in group B was slightly higher than that in group A; however, the difference was not statistically significant. Multiple linear regression analysis revealed operation time, number of fused levels, and estimated blood loss as significant predictors of a greater CRP peak value (r2=0.473, p<0.001) in patients. No trend (a tendency to decrease from the peak value) could be determined for ESR and WBC count on POD 7. Conclusion : Although slight differences were observed in numerical values and kinetics, sequential changes in inflammatory markers according to the duration of antibiotic administration showed similar patterns. Knowledge of CRP kinetics allows the assessment of the degree of difference between the clinical and expected values.

Prefetch R-tree: 디스크와 CPU 캐시에 최적화된 다차원 색인 구조 (Prefetch R-tree: A Disk and Cache Optimized Multidimensional Index Structure)

  • 박명선
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제13D권4호
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    • pp.463-476
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    • 2006
  • R-tree는 일반적으로 트리 노드의 크기를 디스크 페이지의 크기와 같게 함으로써 I/O 성능이 최적화 되도록 구현한다. 최근에는 주메모리 환경에서 CPU 캐시 성능을 최적화하는 R-tree의 변형이 개발되었다. 이는 노드의 크기를 캐시 라인 크기의 수 배로 하고 MBR에 저장되는 키를 압축하여 노드 하나에 더 많은 엔트리를 저장함으로써 성능을 높였다. 그러나, 디스크 최적 R-tree와 캐시 최적 R-tree의 노드 크기 사이에는 수십-수백 바이트와 수-수십 킬로바이트라는 큰 차이가 있으므로, I/O 최적 R-tree는 캐시 성능이 나쁘고 캐시 최적 R-tree는 디스크 I/O 성능이 나쁜 문제점을 가지고 있다. 이 논문에서는 CPU 캐시와 디스크 I/O에 모두 최적인 R-tree, PR-tree를 제안한다. 캐시 성능을 위해 PR-tree 노드의 크기를 캐시 라인 크기보다 크게 만든 다음 CPU의 선반입(prefetch) 명령어를 이용하여 캐시 실패 횟수를 줄이고, 트리 노드를 디스크 페이지에 낭비가 적도록 배치함으로써 디스크 I/O 성능도 향상시킨다. 또한, 이 논문에서는 PR-tree에서 검색 연산을 수행하는데 드는 캐시 실패 비용을 계산하는 분석 방법을 제시하고, 최적의 캐시와 I/O 성능을 보이는 PR-tree를 구성하기 위해, 가능한 크기의 내부 단말 노드, 중간 노드를 갖는 PR-tree 생성하여 성능을 비교하였다. PR-tree는 디스크 최적 R-tree보다 삽입 연산은 3.5에서 15.1배, 삭제 연산은 6.5에서 15.1배, 범위 질의는 1.3에서 1.9배, k-최근접 질의는 2.7에서 9.7배의 캐시 성능 향상이 있었다. 모든 실험에서 매우 작은 I/O 성능 저하만을 보였다.

경관지수를 활용한 식생군락 모자이크화 분석법 (Development of an Approach for Analysing Vegetation Community Mosaic Using Landscape Metrics)

  • 이상훈;정종철
    • 지적과 국토정보
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    • 제47권1호
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    • pp.161-178
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    • 2017
  • 한국 국토의 60% 이상을 차지하고 있는 산림지역에 대한 개발과 이용의 수요가 증가하고 있지만, 개발사업의 허가는 산림생태계의 보전보다는 국토 이용 중심의 평가로 이루어지고 있다. 대규모 산림지역을 평가할 경우 산림의 구조를 중심으로 분석하기 때문에 산림 내부의 변화를 관찰하고 분석하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 충청남도 식생군락의 현존식생도와 FRAGSTATS 4.2를 이용하여 경관지수를 산출하고 식생 모자이크를 분석해 보았다. 식생 군락은 주요 자생 수종을 중심으로 대표군락과 세부군락으로 구분하였고, 군락별 차이를 분석하기 위해 분포면적(CA), 분포면적비율(PLAND), 패치개수(NP) 등의 10가지 경관지수가 선택되었다. 충청남도 식생의 대표군락과 세부군락은 소나무군락, 상수리나무군락 및 소나무와 참나무류 수종의 조합이 우세하게 나타났으며, 소나무군락의 면적이 상당히 높게 나타났다. 소나무군락과 참나무류군락의 경쟁의 경우, 대표군락의 경우 소나무군락이 전체 분포면적은 3배 가량 넓으나 작은 패치로 나뉘어져 모자이크화 정도는 참나무류 군락이 작은 것으로 판단되었다. 세부군락의 경우에는 소나무 중심의 군락에서는 소나무-신갈나무군락이, 상수리나무 중심 군락에서는 상수리나무군락이, 굴참나무 중심의 군락에서는 굴참나무-소나무군락이, 신갈나무 중심의 군락에서는 신갈나무군락이, 곰솔 중심의 군락에서는 곰솔군락이, 졸참나무 중심의 군락에서는 졸참나무-상수리나무군락이 넓은 분포면적과 동시에 모자이크화도 심한 것으로 나타났다. 전체적인 모자이크화 양상은 수치로 표현될 수 있어 모니터링 단계에서 문제가 있는 식생군락을 판별할 때 유용할 것으로 판단되었다. 모자이크화의 원인과 천이의 방향성 예측을 통한 관리 방안 마련을 위해서는 각 군락의 생태적인 특성에 대한 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단되었다.

초기 시청시간 패턴 분석을 통한 대흥행 드라마 예측 (Prediction of a hit drama with a pattern analysis on early viewing ratings)

  • 남기환;성노윤
    • 지능정보연구
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    • 제24권4호
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    • pp.33-49
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    • 2018
  • TV 드라마는 타 장르에 비해 시청률과 채널 홍보 효과가 매우 크며, 한류를 통해 산업적 효과와 문화적 영향력을 확인시켜줬다. 따라서, 이와 같은 드라마의 흥행 여부를 예측하는 일은 방송 관련 산업에서 매우 중요한 부분임은 주지의 사실이다. 이를 위해서 본 연구에서는 2003년부터 2012년까지 10년간, 지상파 채널을 통해 방송된, 총 280개의 TV 미니시리즈 드라마를 분석하였다. 이들 드라마 중 평균 시청률 상위 45개, 하위 시청률 45개를 선정하여 흥행 드라마의 시청시간 분포 (5%~100%, 11-Step) 모형을 만들었다. 이들 기준 모형과 신규 드라마의 시청시간 분포와의 이격 거리를 Euclidean/Correlation으로 측정한 유사도(Similarity)를 통해, 시청자의 초기(1~5회) 시청시간 분포로 신규 드라마의 성패 여부를 예측하는 모델을 만들었다. 또한 총 방송 시간 중 70% 이상 시청한 시청자를 열혈 시청층(이하 열혈층) 으로 분류하고, 상위/하위 드라마의 평균값과 비교하여, 신규 드라마의 흥행여부를 판별할 수 있도록 설계하였다. 연구 결과 드라마의 초반 시청자 충성도(시청시간)는 드라마의 대흥행 여부를 예측하는데 중요한 요소임을 밝혔으며, 최대 75.47%의 확률로 대흥행 드라마의 탄생을 예측할 수 있었다.