• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제27권2호
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• pp.249-267
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• 2017

3학년 1학기의 곱셈 단원에서는 2학년에서 다룬 (한 자리 수)${\times}$(한 자리 수)인 곱셈 구구를 바탕으로 (두 자리 수)${\times}$(한 자리 수)의 계산을 다룬다. 학생들은 종종 계산은 잘 하면서도 정작 계산 원리를 이해하지 못하는 경향이 있다. 이에 본 연구는 퀴즈네어 막대와 배열 모델을 활용하여 곱셈의 계산 원리를 학생들이 탐구할 수 있도록 수업을 설계하고 실행하였다. 연구결과, 대부분의 학생들은 퀴즈네어 막대와 배열 모델을 통하여 곱셈의 원리를 이해하고 이를 곱셈식으로 나타낼 수 있었으며, 특히 곱셈식을 다양하게 해결하는 과정에서 결합법칙이나 분배법칙을 자연스럽게 발견할 수 있었다. 몇몇 학생들은 처음에 모델이나 곱셈식을 표현하는 과정에서 어려움을 드러내기도 하였으나 수업이 진행됨에 따라 보다 성공적으로 수행할 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 수와 연산의 성질을 적용하여 곱셈의 계산 원리를 의미있게 지도할 수 있는 방안에 대한 시사점을 제공한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.121-126
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• 2014

큰 -자리수의 2개 10진수에 대한 곱셈을 보다 빠르게 수행하는 방법은 존재하는가? 이 문제는 수학과 컴퓨터공학 분야에서 미해결 문제로 남아 있다. 이 문제에 대해 곱셈 횟수를 줄이는 연구로는 Karatsuba와 Toom-Kook 알고리즘이 있다. 본 논문은 곱셈 횟수를 줄이는 방법과는 완전히 별개로, 10진수 곱셈을 전적으로 덧셈만으로 효율적으로 수행하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 2진수의 자리이동-덧셈법만으로도 RSA-100과 같이 컴퓨터로 수행이 불가한 매우 큰 자리수의 10진수 곱셈을 수행할 수 있음을 보였다. 제안된 방법은 수행 복잡도 (n) 의 덧셈으로 곱셈을 수행한다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제22권4호
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• pp.281-294
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• 2019

본 연구의 목적은 초등학교 3학년 2학기의 곱셈 학습에서 반성적 활동을 적용함으로써 학업성취도의 수학 학습과정 중에 나타나는 오류 및 처치 행동을 분석하는 데 있다. 연구참여하는 학생들에게 곱셈단원에 대하여 반성적 활동을 적용하여 수업을 재구성하여 진행하였다. 이들의 수학 학업성취도의 변화를 알아보기 위하여 사전 사후 검사를 실시하였고, 반성적 활동에서의 학습자의 오류 처치양상을 분석하기 위해 포커스 그룹의 수학적인 의사소통을 녹음하여 분석하였다. 그리고 오류 유형 및 오류 처치를 위하여 학생들의 활동지와 녹음된 대화를 분석하였다. 연구 결과, 반성적 활동을 적용한 경우 학습자의 수학학업성취도가 상승하였다. 두 자리 수의 곱셈을 학습할 때 오류 유형은 다양하게 나타났다. 그리고 반성적 활동은 학습자가 곱셈 알고리즘에 대해 반성하고 오류가 있는 계산을 분석하여 자신의 오류를 반성적으로 되돌아보고 처치하도록 돕게 됨을 확인하였다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제11권4호
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• pp.745-771
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• 2009

본 연구는 학생들의 곱셈 전략 발달 과정을 분석하기 위하여 초등학교 저학년의 곱셈 전략과 계산 자원 분석을 위한 틀을 계발하고 이 틀을 이용하여 초등학교 저학년생들의 곱셈 문제 해결 전략 발달 과정을 분석하였다. 연구 결과, 학생들의 학년과 수학 학습 수준에 따라 곱셈 전략 발달에 일정한 흐름이 있음을 확인하였다. 또, 곱셈의 교환 법칙이 두 자리 수를 포함하는 곱셈 문제에서 전략 발달에 중요한 역할을 한다는 것과, 곱셈 전략의 발달을 위해 곱셈 계산 자원의 획득이 반드시 선행되어야 한다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제22권3호
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• pp.181-203
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• 2019

범자연수의 곱셈을 개념적으로 의미 있게 이해하기 위해서는 곱셈의 연산 성질에 대한 이해가 뒷받침되어야 한다. 이러한 필요성에 따라, 본 논문은 한국, 일본, 미국의 초등학교 수학교과서에서 범자연수 곱셈의 연산 성질을 어떻게 지도하는지 비교 분석하였다. 구체적으로 곱셈의 교환법칙, 결합법칙, 분배법칙을 처음 도입하는 맥락, 연산 성질을 활용하는 맥락, 연산 성질을 일반화하는 맥락으로 나누어 분석하였으며, 각각의 지도 맥락에서 어떠한 시각적 모델을 사용하는지도 함께 분석하였다. 분석 결과, 세나라는 (한 자리 수)${\times}$(한 자리 수)의 지도 맥락에서 곱셈의 연산 성질을 처음 도입한다는 점, 곱셈의 연산 성질을 지도할 때 세 나라가 모두 유사한 시각적 모델을 사용한다는 점 등에서 공통적인 경향성을 확인하였다. 그러나 두 자리 수 이상의 곱셈에서 곱셈의 연산 성질을 활용하거나 일반화하는 맥락에서는 나라별로 지도 방안의 측면에서 미묘한 차이가 있었다. 연구 결과를 토대로 국내의 초등학교 수학 교육에서 범자연수 곱셈의 연산 성질을 지도하는 방안에 관한 시사점을 논의하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권12호
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• pp.1062-1070
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• 2002

본 논문은 가변길이 다중비트 코딩 알고리듬을 제안하고 DCT/IDCT(이산여현변환/역이산여현변환)설계에의 적용 과정을 제시한다 가변길이 다중 비트 코딩은 일반적인 Booth's알고리듬과 같이 중첩에 의한 다중비트 코딩을 가변적인 방법을 사용하여 그 중 2의 멱승이 되는 부분 즉 2k의 SD(Signed Digit)을 생성하는 방법이다. 이렇게 발생된 SD는 곱셈에 있어서 2k의 부분적(Partial Product)을 생성하게 되고 이로 인해 필요한 하드웨어는 단순한 덧셈기와 쉬프트 연산에 필요한 플립플롭만 필요하게 되므로 설계과정에 있어서 칩의 면적과 속도 면에서 효율적인 방법이다. 본 논문에서는 이 알고리듬의 정의 및 증명과정과 실제 알고리듬 적용을 위한 DCT/IDCT의 설계방법을 논의하고 제작한 IDCT의 결과에 대해 논의한다. 설계된 IDCT칩은 병렬 고속 처리를 위한 8개의 PE(Processing Element)와 하나의 전치 메모리를 사용한 방법으로 54MHz에서 400Mpixels/sec의 동작속도를 가지며 HDTV 및 MPEG 디코더에 적용하여 동작을 검증하였다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제23권1호
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• pp.143-168
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• 2019

초등학교 수학에서 최근 대수적 사고의 중요성과 함께 수와 연산의 성질을 암묵적으로 다루기보다 그 자체로 의미 있게 탐구해야 한다는 필요성이 부각되어 왔다. 이러한 필요성을 바탕으로, 본 연구는 초등학교 3학년 학생들을 대상으로 곱셈 단원을 재구성하여 연산의 성질을 지도한 후, 이에 대한 학생들의 이해가 어떻게 신장되었는지 분석하는 데 초점을 두었다. 이를 위하여 3개의 학급 학생들이 본 연구에 참여하였으며, 곱셈의 연산 성질에 대한 사전·사후 검사를 실시하여 그 결과를 분석하였다. 연구 결과, 학생들은 대체로 곱셈의 결합법칙, 교환법칙, 분배법칙을 (두 자리 수)×(한 자리 수)의 맥락에서 적용하는 문항, (두 자리 수)×(두 자리 수)의 맥락에서도 연산 성질이 적용되는지 추론하는 문항에서 정답률이 향상되었으며, 일부 학생들은 연산 성질에 대해 일반화해서 설명하는 능력이 신장되었다. 이러한 결과를 토대로 초등학교 수학에서 연산 성질을 지도하는 방안과 관련한 시사점을 논의하였다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제21권1호
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• pp.195-214
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• 2017

표준화된 자연수 곱셈 알고리즘3)은 곱셈의 계산 과정을 간략화한 것으로, 올림이 있는 자연수 곱셈의 경우 올림하는 수를 피승수의 위에 작게 표기하고 있다. 하지만 이러한 올림하는 수 표기 방식은 승수가 한 자리 수인 경우에만 교과서에 제시되고 있어, 승수가 두 자리 수인 경우에는 교사와 학생들이 자기 나름의 표기 방식을 선택하도록 요구하고 있다. 이에 본 연구는 현행 교과서에서의 올림이 있는 자연수 곱셈의 알고리즘 접근 방법을 살펴보고, 3, 4, 5, 6학년 학생들의 올림이 있는 자연수 곱셈 알고리즘에서 나타나는 올림하는 수 표기 방식을 분석하였다. 또한, 핀란드 수학 교과서와 선행 연구에 나타난 올림이 있는 자연수 곱셈 알고리즘 지도 내용을 분석함으로써 자연수 곱셈 알고리즘의 제시 방법에 대한 시사점을 추출하였다. 그 결과로 다음과 같이 제안한다. 첫째, 교사용 지도서나 교과서에 올림하는 수를 표기하는 방법에 대한 예시가 필요하다. 둘째, 올림하는 수를 체계적으로 표기하는 것의 좋음을 학생이 인식하도록 지도되어야 한다. 셋째, 대안적인 자연수 곱셈 알고리즘과 올림하는 수 표기 방법에 대한 교사의 이해가 요구된다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.157-165
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• 2013

본 논문에서는 리프팅 기반 일차원 (9,7) 이산 웨이블렛 변환(Discrete Wavelet Transform, DWT) 필터에 대한 효율적인 디지트 시리얼 VLSI 구조를 제안하였다. 제안한 구조는 연산을 디지트 단위로 처리하여 하드웨어 자원 소모량을 줄이고 승산기를 단순한 쉬프트와 덧셈 연산으로 대체하여 하드웨어를 최소화하였다. 적절한 데이터 비트할당을 위하여 PSNR을 분석하였고 이에 따라 입 출력 및 내부 데이터에 대한 비트를 정하였다. recursive folding 방식의 스케줄링을 적용할 때에 피드백에 의한 데이터 레이턴시로 인한 성능저하가 되지 않도록 설계하였다. 제안된 구조는 디지트 시리얼 구조를 통해 적은 하드웨어 자원을 사용하면서 100% 하드웨어 효율을 유지할 수 있도록 설계함으로써 하드웨어 비용과 성능을 동시에 고려하였다. 제안된 구조는 VerilogHDL로 모델링 하여 검증하였고 Synopsys사의 Design Compiler로 동부하이텍 0.18um 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성하였으며 2 input NAND 게이트 기준 3,770개의 게이트 수와 최대 동작주파수 330MHz의 결과를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권1호
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• pp.57-67
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• 2005

고속 스칼라곱 연산은 타원곡선 암호 응용을 위해서 매우 중요하다. 보안 상황에 따라 유한체의 크기를 변경하려면 타원곡선 암호 보조프로세서가 크기 가변 유한체 연산 장치를 제공하여야 한다. 크기 가변 유한체 연산기의 효율적인 연산 구조를 연구하기 위하여 전형적인 두 종류의 스칼라곱 연산 알고리즘을 FPGA로 구현하였다. Affine 좌표계 알고리즘은 나눗셈 연산기를 필요로 하며, projective 좌표계 알고리즘은 곱셈 연산기만 사용하나 중간 결과 저장을 위한 메모리가 더 많이 소요된다. 크기 가변 나눗셈 연산기는 각 비트마다 궤환 신호선을 추가하여야 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이로 인한 클록 속도저하를 방지하는 간단한 방법을 제안하였다. Projective 좌표계 구현에서는 곱셈 연산으로 널리 사용되는 디지트 serial 곱셈구조를 사용하였다. 디지트 serial 곱셈기의 크기 가변 구현은 나눗셈의 경우보다 간단하다. 최대 256 비트 크기의 연산이 가능한 크기 가변 유한체 연산기를 이용한 암호 프로세서로 실험한 결과, affine 좌표계 알고리즘으로 스칼라곱 연산을 수행한 시간이 6.0 msec, projective 좌표계 알고리즘의 경우는 1.15 msec로 나타났다. 제안한 타원곡선 암호 프로세서를 구현함으로써, 하드웨어 구현의 경우에도 나눗셈 연산을 사용하지 않는 projective 좌표계 알고리즘이 속도 면에서 우수함을 보였다. 또한, 메모리의 논리회로에 대한 상대적인 면적 효율성이 두 알고리즘의 하드웨어 구현 면적 요구에 큰 영향을 미친다.