교수 ${\cdot}$ 학습 과정에서 계산 능력 배양이 목표인 영역을 제외하고는, 복잡한 계산, 수학적 개념 ${\cdot}$ 원리 ${\cdot}$ 법칙의 이해, 문제 해결력 향상 등을 위하여 가능하면 계산기나 컴퓨터를 적극 활용하도록 한다. 제 7차 교육과정에서는 수학적 힘의 신장을 구현하기 위한 실천적인 항목 중 다음과 같이 교수 ${\cdot}$ 학습과정에서의 technology의 활용을 적극 권장하고 있다. 이는 곧 수학교육과 실생활이 서로 밀접한 관계를 가지고 있음을 의미하는 것이다. 이런 새로운 움직임에 따라 계산기 활용에 대한 관심과 이를 수업에 이용하려는 방안을 적극 모색하고 있으며 이미 많은 자료들이 간행되고 있다. 그래픽 계산기는 컴퓨터와는 달리 많은 자료를 내장하고 있지는 않지만 휴대가 간편하고 개별적으로 사용할 수 있어 학교 수업시간 중 활용하는 데에 큰 장점을 가지고 있다. 또, 수학의 교수 ${\cdot}$ 학습 과정에서 그래픽계산기는 학생들의 흥미를 자극하고, 시각적인 힘을 활용하고, 수학적 사고력을 향상시키며, 문제를 탐구하는 과정에서의 단순한 계산을 효과적으로 처리할 수 있도록 도와준다. 뿐만 아니라 수학의 내적 영역과 수학의 외적 영역을 연결시키는 힘과 학습 과정에서 학생의 주도력을 강화시켜줄 수 있다. 그러나 계산기의 사용 자체가 목표가 될 수는 없으며 그래픽 계산기의 사용으로 학생들의 계산능력을 하락시켜서도 안된다. 이를 위해서는 적절한 교수 ${\cdot}$ 학습법의 개발과 연구가 끊임없이 지속되어야 할 것이다. 그래픽계산기는 함수, 통계 단원에서 자료를 분석하고 그에 적합한 식을 찾는 과정에 매우 유용하게 이용된다. 이는 재량활동이나 특기적성활동 시간에 조작활동을 통하여 개념에 대한 다양한 창의적인 표현을 할 수 있는 기회를 제공하기도 한다. 다음은 함수식을 이용하여 여러 가지 디자인을 할 수 있는 예를 그래픽 계산기를 통하여 보여준다. 생활 속의 여러 가지 모양들은 대체로 함수식으로 표현될 수 있다. 그래픽 계산기는 함수식을 입력하여 그래프의 형태를 관찰하고 그 특징을 살펴보는데 매우 유용하며 제한된 변역에서 여러개의 함수식을 입력하여 원하는 모양의 디자인을 해 볼 수 있다.
옛날부터 계산을 잘하는 것이 수학적으로 우수하다고 생각해왔으며, 거의 1900년까지도 교육을 받았다는 것은 계산할 수 있다는 것을 의미하였다. 초등학교의 대부분의 시간은 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈을 배우는 데 투입되었다. 현재에도 초등학교의 교육과정은 기본 교육에 중점을 두어 3R's(reading, writing, arithmetic)을 강조하고 있으며, 많은 교사나 학부모들은 계산능력에 대해 지대한 관심을 가지고 있다. 1970년대의 '새 수학' 운동으로 계산력이 약화되었다는 비난이 쏟아지자 '기본에 충실하자(Back to basic)'는 운동으로 계산이 강화되기도 하였다.(중략)
몬테칼로 계산은 다른 어떤 알고리즘보다 정확한 선량 계산 결과를 주지만 계산 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 본 연구에서는 Varian 600 C/D 선형가속기로부터지 6 MV 광자선에 대해 몬테칼로 계산을 사용하여 얻은 선량 분포가 측정에 의해 얻은 선량 분포와 2% 이내에서 서로 잘 일치하도록 하며 분산 감소 기법을 사용하여 계산 시간 단축 정도를 평가하였다. 그리고 연산 능력을 높여 계산 시간 단축 정도를 평가하여 분산 감소 기법을 사용한 경우와 연산 능력을 높인 경우 간에 계산 시간 단축 정도를 비교하였다. 몬테칼로 계산 코드로는 빔 모사를 위해 BEAMnrc 코드, 선량 계산을 위해 DOSXYZnrc 코트를 각각 사용하였는데 분산 감소 기법은 이 코드들에서 지원하는 방법들을 사용하였고 연산 능력을 높이는 방법으로는 컴퓨터 클러스터를 이용한 병렬 처리를 사용하였다. 비교 결과, 분산 감소 기법을 사용하여 계산 시간을 최대 1/25 이상 단축시킬 수 있었고 9대의 컴퓨터를 이용한 병렬 처리 결과 계산 시간을 1/9로 단축시킬 수 있었다. 계산 곁과의 정확성을 만족할 만한 수준으로 유지할 수 있다면 분산감소 기법을 포함한 간략화된 물리의 적용은 현 시점에서 몬테칼로 선량 계산 시간을 획기적으로 단축시킬 대안이 될 수 있다.
그룹 키 동의 프로토콜에 관한 연구는 그동안 많은 연구자들에 의해 다양한 관점에서 진행되어왔으며, 최근 Nam 등이 유 무선 통합 네트워크 환경에서 효율적이면서도 안전한 그룹 키 동의 프로토콜을 제안하였다. 유 무선 통합 네트워크 환경에 적합한 그룹 키 동의 프로토콜을 설계하기 위해서는 고성능 연산 능력을 가진 유선 단말기의 특성과 상대적으로 계산능력이 떨어지는 무선 단말기의 특성이 함께 고려되어야 한다. 특히, 시스템자원의 제한성을 갖는 무선 단말기에서의 계산량을 최소화하는 문제는 그룹 키 동의 프로토콜 설계에 있어서 무엇보다 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 무선 단말기의 계산량을 최소화하면서 유 무선 통합 네트워크 환경에 적합한 효율적인 그룹 키 동의 프로토콜을 제안하고자 한다.
본 연구에서는 장수형 등(2005)이 제시한 실시간 저수지 유입량 예측모형과 통합하여 하나의 시스템을 구축한 후 하류 하도의 홍수통수능력과 현재 저수지 수위에서 방류 가능량을 고려하여 수문에서의 조절 방류 방안을 제시하였다. 또한, 현재시간 이후로 유입되는 홍수량을 감안하여 강우가 종료되어서도 이수용량이 확보되도록 하였다. 연구는 예당저수지에 적용하였으며, 방류량 계산시 최대 방류가능량은 저수위와 수문의 개도고에 따라 오리피스와 완전월류 흐름을 구분하여 계산하였으며 방류기준은 하류 하도의 통수능력, 강우종료 후 이수용량 확보 등을 감안하여 결정하였다. 연구의 적용결과, 본 연구에서 개발된 저수지 운영시스템을 적용한 결과 강우종료 후에도 이수용량 확보가 가능하였으며, 하류하도의 피해을 최대한 주지 않는 범위 내에서 저수지의 수문조작이 가능하여 예당지의 홍수조절능력을 극대화할 수 있는 방안을 제시하였다.
본 논문에서는 WPAN(Wireless Personal Area Network)의 종단 사용자 기기의 한계적 계산 능력 및 무선 링크의 대역폭과 기존 외부 네트워크와의 연결을 고려하여 선택적 신뢰 기관(Trusted Third Party, TTP) 서비스를 수용한 상호 공정 계약 서비스 프로토콜을 제안하였다. 제안한 서비스는 종단 사용자 기기의 한계적 능력에 대해 해당 내부 네트워크의 TTP 와 공개키를 기반으로 인증 서비스를 수행하도록 하였으며, 이후 종단 사용자는 해당 인증 결과를 기반으로 외부 네트워크의 전자 상거래 주체와의 상호 메시지 교환을 위한 서비스 프로토콜을 수행하도록 하였다. 또한 사전에 외부 네트워크에 대한 전자 상거래 서비스 요청에 한하여 TTP의 부분적 서비스를 수행하도록 허용하여 시스템의 대단위 계산 능력에 대한 효율성을 보장할 수 있다.
본 논문에서는 WPAN(Wireless Personal Area Network)의 종단 사용자 기기의 한계적 계산 능력 및 무선 링크의 대역폭과 기존 외부 네크워크와의 연결을 고려하여 선택적 신뢰 기관(Trusted Third Party. TTP) 서비스를 수용한 보안 관리 서비스 프로토콜을 제안하였다. 제안한 서비스는 종단 사용자 기기의 한계적 능력에 대해 해당 내부 네트워크의 TTP와 공개키를 기반으로 인증 서비스를 수행하도록 하였으며, 이후 종단 사용자는 해당 인증 결과를 기반으로 외부 네트워크의 전자 상거래 주체와의 상호 메시지 교환을 위한 보안 관리 서비스 프로토콜을 수행하도록 하였다. 또한 사전에 외부 네트워크에 대한 전자 상거래 서비스 요청에 한하여 TTP의 부분적 서비스를 수행하도록 허용하여 시스템의 대단위 계산 능력에 대한 효율성을 보장할 수 있다.
이동 주체의 전자 상거래 참여는 계약 문서나 결제 정보 교환 서비스에 대해 사용자 실체에 대한 증명과 교환 메시지의 사후 검증 수단을 요구하고 있다. 본 논문에서는 이동 주체의 이동성에 따른 한계적 계산 능력 및 대역폭 사용을 고려하여 부분적으로 제 3의 신뢰 기관(Trusted Third Party, TTP)의 효율적인 참여 구조를 수용한 상호 공정 계약 프로토콜을 제안하였다. 본 논문에서는 기존 공정 계약 프로토콜에 대한 연구를 상거래 주체에 대한 이동성을 지원하기 위해 상호 공정 계약 프로토콜로 확장하였다. 제안한 프로토콜은 이동성에 대한 한계적 능력에 대해 해당 TTP와 공개키를 기반으로 거래 주체간의 상호 인증을 수행하도록 하였으며, 이러한 초기화를 수행한 이후 상거래 주체는 해당 인증 결과를 기반으로 주체간 상호 메시지 교환을 위한 공정 계약 프로토콜을 수행하도록 하였다. 또한 사전에 동의한 계약 과정 이외의 예외 상황 발생시 부분적 TTP의 참여를 허용하여 시스템의 대단위 계산 능력에 대한 효율성을 보장할 수 있다.
본 연구는 속력과 밀도 개념에 대하여 어림활동을 실시하고, 학생들의 문제 해결과정에 미친 효과를 분석하였다. 그리고 사례 분석을 통하여 어림활동이 밀도 문제 해결과정에 주는 영향을 미시적으로 살펴보았다. 연구 대상은 중학교 1학년 남학생 192명이었다. 어림활동반의 세 명의 학생이 면담과 활동 녹취를 하였다. 연구 결과 어림활동과 측정활동이 모두 밀도 개념에 대한 정성적인 이해와 계산 능력에 도움을 주었으나, 계산 문제의 해답을 예측하는 능력은 어림활동반에서만 유의미하게 향상하였다. 사례 분석 결과, 어림활동은 학생들이 밀도의 관계식과 밀도 값을 경험세계와 관련지어 이해할 수 있도록 도와주었으며 이와 같은 이해를 바탕으로 계산 문제의 해답을 예측하도록 도왔다. 그리고 계산 능력이 부족한 한 학생은 계산 문제를 정성적으로 이해하여 답이 어떻게 되어야 할지를 말할 수 있었다. 결론적으로 어림활동은 개념과 관련된 관계식이나 값들을 경험적으로 이해하도록 도와 문제를 해결하는 과정에서 해답을 예측하도록 하였으며, 수학적인 능력이 부족한 학생이 계산 문제를 이해하는 데에 도움이 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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