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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.

폐금속 광산에 식생하는 쑥의 카드뮴 흡수 해석을 위한 통계적 토양질 평가 (Soil quality assessment for cadmium uptake of Artemisia princeps at abandoned metalliferous mines using statistical analysis)

  • 조훈제;김대연;이현준;오현주;강성욱;김정규;정진호
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.47-52
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    • 2010
  • 국내 10개의 폐금속 광산을 대상으로 토양의 물리적, 화학적 및 생물학적 특성과 자생하고 있는 쑥(Artemisia princeps var. orientalis)의 카드뮴(Cd) 함량을 분석하였다. 식생이 없는 대조군 토양과 쑥 근권 토양의 Cd 함량은 산술평균으로 각각 5.92와 5.91 mg/kg으로 나타났으며, 분산분석 결과 두 토양간의 Cd 함량에는 유의한 차이가 없었다(p < 0.05). 그리고 쑥의 지상부와 지하부의 Cd 함량은 근권 토양의 Cd 함량과 유의한 상관관계를 보였다(p < 0.05, ${R^2}_{shoot}$ = 0.3120, ${R^2}_{root}$ = 0.4177). 쑥의 Cd 흡수 해석을 위하여 주성분 분석(PCA)을 실시한 결과, 최소 토양질 인자(MDS)로 유기물 함량 (OM), 탈수소효소 활성도(DHA), pH, 치환성 Mg가 선정되었다. MDS를 이용한 다중회귀분석 결과, 쑥의 지상부와 지하부의 Cd 함량의 회귀식에 대한 결정계수($R^2$)는 각각 0.3418과 0.5121로 나타났다. 이것은 MDS를 이용한 통계적인 토양질 평가가 식물의 중금속 흡수를 해석하는 유용한 기법이라는 것을 나타낸다.

도서관 서비스 품질평가 도구로서 LibQUAL+TM에 대한 재평가 (Toward an Evaluation Framework of Library Services: Re-examination of LibQUAL+TM)

  • 박지홍
    • 정보관리학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.5-27
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    • 2007
  • 도서관 서비스 품질평가 도구인 $LibQUAL+^{TM}$에 대한 많은 연구논문이 발표되었으나, $LibQUAL+^{TM}$ 요인과 도서관 서비스 이용의도 사의의 관계를 연구한 사례는 매우 드물다. 본 논문은 Icek Ajzen의 계획적 행위이론을 적용하여 도서관 서비스 이용의도에 영향을 미치는 요인을 추출하고자 하였다. 이러한 요인을 추출하기 위하여 미국 대학생을 대상으로 웹 설문을 실시하였고, 요인분석 및 다중회귀분석을 통하여 수집된 데이터를 분석하였다. 분석결과, 도서관 서비스 이용의도는 도서관에서 제공되는 서비스 품질에 대한 이용자의 태도와 관련이 있었다. 통계분석결과 유의미하게 나타난 태도요인은 이용자가 지각한 (1) 정보원 및 시스템 이용시의 주도성, (2) 서비스 제공 의향정도, (3) 제공되는 정보의 포괄성이었다. $LibQUAL+^{TM}$ 요인간의 상대적 중요도를 측정하였다. 반면에, 이용의도에 유의미한 영향을 미치지 않는 요인으로는 정보접근의 적시성과 물리적인 공간으로서의 도서관을 지각하는 부분이었다. 본 연구의 의의는 도서관 서비스 품질평가에 대한 연구의 영역을 확장시키고 이용의도를 고려한 새로운 평가 체계를 제시한 점이다.

도시공원의 유형 및 입지적 특성이 공동주택가격에 미치는 영향 (Effects of Types and Locational Characteristics of Urban Parks on the Apartment Price)

  • 이고은;최열
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권5호
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    • pp.927-936
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    • 2016
  • 본 연구는 도시공원의 유형 및 입지적 특성이 공동주택 가격에 미치는 영향을 분석하기 위한 논문으로 부산광역시 전체를 연구대상지로 설정하였다. 공원은 환경재로서 주변으로의 영향력이 크게 작용함에도 불구하고 기존 논문들의 경우 공원 자체만을 대상으로 가치를 평가한 연구가 대부분이다. 이에 본 연구에서는 공원과 인근 공동주택과의 관계를 분석함으로서 그 경제적 가치를 판단하고자 한다. 특히 공원과 공동주택 그 자체의 물리적 객관적 특성을 반영하였다는 점에서 의의를 가진다. 또한 공원의 유형을 세부적으로 나누어 분석함으로서 유형별 특징을 분석함에 주안점을 두었다. 분석결과 공동주택의 층수, 해당 단지의 총 세대수, 건설사 도급순위, 공원지정 경과년수, 부도심 입지여부 등이 주택가격에 양(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반대로 공동주택의 면적, 건축연한, 공원 조성계획 수립여부, 공원과 공동주택과의 거리, 도심입지여부, 지역생활권 입지여부 등은 음(-)의 관계로 분석되었다. 특히 공원별 유형에서 근린공원, 소공원, 체육공원은 공동주택 가격에 양(+)의 관계를 보였으나 어린이 공원의 경우 음(-)의 관계로 나타났다. 공원과 공동주택의 거리가 가까울수록 공동주택의 가격이 오르는 것은 공원이 주는 다양한 이점을 많은 사람들이 선호하게 되는 것을 의미한다. 이에 공원의 가치를 높이고 조성으로 인한 효과를 최대화하기 위하여 좀 더 다양한 방안으로의 노력이 필요할 것으로 사료된다.

천해 지질환경에서의 음파전달 특성 연구를 위한 KIOST-한양대 공동실험 개요 (Overview of the KIOST-HYU Joint Experiment for Acoustic Propagation in Shallow Water Geological Environment)

  • 조성호;강돈혁;이철구;정섬규;최지웅;오선택
    • 한국음향학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.411-422
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    • 2015
  • 본 논문은 "천해 지질환경과 음파전달환경과 상호 연계 연구"를 목적으로 한국해양과학기술원과 한양대학교가 2013년 4 ~ 5월에 경기만 태안반도 서쪽에 위치한 천해환경에서 공동으로 수행한 지질환경 조사 및 수중음향 실험에 대한 개요를 기술하였다. 실험지역은 강한 조류와 천해의 지형학적 특성에 의해 다양한 종류의 퇴적상과 베드폼이 형성되는 해역이다. 집중적인 지질환경 특성 조사를 위해 다중음향측심기, 천부지층탐사기, 중천부지층탐사기, 그랩을 이용하여 조사해역의 지질환경 특성을 파악하였으며, 저주파수, 중주파수 대역의 음원과 수직선배열청음기를 이용하여 주파수 200 ~ 16,000 Hz 대역에서 1) 저주파수 음파전달, 2) 중주파수 해저면 반사손실, 3) 주변소음의 공간 코히런스 분석, 4) 중주파수 해저면 후방산란에 대한 연구 주제로 해상실험이 수행되었다. 본 논문에서는 연구지역에서 음향실험을 실시한 동기, 음향실험 방법론과 측정된 지질자료를 기반으로 음향자료 해석과, 실험기간 동안 측정된 지질환경, 기상 해양물리 자료를 요약 정리하여 기술하였다.

안산갈대습지에 서식하는 붉은귀거북(Trachemys scripta elegans)의 활동 요인과 시기에 따른 활동 차이 (Activity Factors and Differences in Activity by Period of Red-eared Slider Turtles (Trachemys scripta elegans) in Ansan Reed Wetland)

  • 정지화;이우신
    • 한국환경생태학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.645-653
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    • 2019
  • 본 연구는 경기도 안산시 상록구에 위치한 인공 습지인 안산갈대습지에 서식하는 침입외래종 붉은귀거북(Trachemys scripta elegans)의 활동에 영향을 미치는 요인과 시기별 활동의 차이를 파악하기 위해 실시되었다. 연구 지역 내에 총 9개의 그물을 설치하여 2013년 4월 28일부터 9월 28일까지 154일간 총 308회 확인하였으며, 연구 기간 중 총 60개체(미성숙 12개체, 수컷 26개체, 암컷 22개체)를 96회에 걸쳐 포획하였다. 활동 요인 분석을 위해 붉은귀거북의 일별 포획량을 활동량으로 간주하고, 총 12개의 환경적 요인에 대하여 다중 회귀 분석을 실시하였다. 연구 결과, 환경 요인 중 일장(daylength)이 붉은귀거북의 활동에 유의한 영향을 미치는 것으로 확인되었으며(multiple regression analysis, p<0.001), 기타 환경적 요인들은 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그리고 붉은귀거북의 활동이 가장 활발해지는 시기는 번식이 시작되는 5월 하순으로 확인되었으며 번식기 동안의 일장이 다른 시기의 일장과 유의한 차이를 보였다(Kruskal-Wallis test, p<0.001). 이렇게 확보된 서식지 내 환경 요인과 종과의 관계에 대한 정보는 향후 침입외래종의 관리방안 마련에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

비정렬 격자에 대한 광선 투사를 위한 셀 사이 연결정보 추출 병렬처리 알고리즘 (Parallel Cell-Connectivity Information Extraction Algorithm for Ray-casting on Unstructured Grid Data)

  • 이지훈;김덕수
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.17-25
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    • 2020
  • 본 논문은 비정렬 격자에 대한 광선투사 수행의 전처리 과정 중 하나인 셀 사이 연결정보 추출에 대한 멀티코어 CPU 기반 병렬처리 알고리즘을 제안한다. 본 연구는 기존의 직렬처리 알고리즘을 단순히 병렬화하였을 때 발생하는 동기화 문제를 확인하고, 이를 해결할 수 있는 3-단계 병렬처리 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 각 단계 내에서의 스레드 간 동기화를 제거함으로서 병렬처리 효율을 높인다. 또한, 연결정보 추출 알고리즘의 핵심 연산인, 삼각형 중복 검사 과정의 메모리 접근에 대한 공간적 지역성을 높이고 캐시 활용 효율을 향상시킨다. 본 연구는 나아가, 스레드 마다 자체 메모리 풀을 사용하게 함으로서 병렬처리 효율을 더욱 높인다. 본 연구의 효용성을 확인하기 위해, 제안하는 알고리즘을 두 개의 옥타코어 CPU를 가지는 시스템에 구현하고 세 개의 비정렬 격자 데이터에 적용하였다. 그 결과, 제안하는 병렬처리 알고리즘은 스레드 수 증가에 따라 지속적으로 성능 향상을 보여주었다. 또한, 32개 스레드(물리코어 16개)를 사용하여 기존 직렬처리 알고리즘 대비 최대 82.9배 높은 성능을 보여주었다. 이는 제안하는 알고리즘의 높은 병렬처리 확장성 및 캐시 활용 효율 개선 효과를 증명하며, 대용량 비정렬 격자 처리에 대한 적합성을 보여주는 결과다.

물리 및 효소화학적 방법에 의한 참돔, Pagrus major의 품질판정 지표 설정 (Indices for Quality Evaluation by Physicochemical and Chemoenzymatic Method in Red seabream, Pagrus major)

  • 심길보;배진한;정호진;여해경;김태진;조영제
    • 한국양식학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.228-232
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    • 2004
  • 수분, 지질, 콜라겐함량 및 파괴강도의 상관관계 살펴본 결과, 파괴강도는 수분함량 및 치질함량과 상관관계가 있으며 상관계수는 각각 0.5998, -0.5648로 나타났다(P<0.05). 이를 통하여 파괴강도(Y), 수분함량(X$_1$) 그리고 지질함량(X$_2$)간의 다중회귀분석을 실시하여 Y= -2.53539+0.05544X$_1$-0.00161X$_2$,와 같은 파괴강도 방정식을 얻었다. 파괴강도 방정식의 확인을 위하여, 무작위로 선택된 참돔 13마리에 대하여 수분함량, 지질함량 그리고 파괴강도를 측정하였다 Rheo meter를 이용하여 파괴강도를 측정한 값과 파괴강도 방정식에 수분함량과 지질함량을 대입하여 얻어진 파괴강도를 비교했을 때, 측정된 파괴강도의 편차를 감안하면 파괴강도 방정식에서 얻어진 파괴강도와 비슷한 결과 값을 얻을 수 있었다. 즉 참돔의 수분함량과 지질함량을 통해서 파괴강도 방정식에 대입하여 계산된 파괴강도를 얻을 수 있었다. 건강상태의 지표인 AEC수치는 몇 마리의 개체를 제외하고 건강은 양호한 상태였다. 양식산 참돔에 있어서 파괴강도에 의한 등급은 1.4 kg이상은 상급. 1.2∼l.4 kg은 중급, 1.2 kg이하를 하급으로 선정하며, AEC 수치는 1.0∼0.8는 상급, 0.8이하를 중급으로 선정하여 등급화 하였다.

교육환경과 주택가격 간 관계와 사회공간적 격차에 대한 함의 -서울시의 사례연구- (The Relationship Between Educational Environment and Housing Prices And Its Implication For Socio-spatial Inequality: The Case of Seoul, Korea)

  • 하영주;이원호
    • 한국경제지리학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.86-98
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    • 2013
  • 본 연구는 교육환경이 형성하는 주택가격에 관한 문제를 사회공간적 격차(양극화)의 문제와 연관된다는 점에 주목한다. 즉 본 연구는 공적인 특성과 기능을 가진 교육환경이 주택가격 결정요인으로 작용하면서 주택가치의 사유화되는 과정 속에서 사회적인 격차를 초래한다는 점을 밝히고자 한다. 서울시 사례를 통하여 교육환경으로 인한 부동산 가치의 결정, 그에 따른 소득(자산)의 공간적 격차 심화가 일어나는 현상을 거시적으로 확인하였다. 더불어 본 연구의 핵심주제인 교육환경으로 인한 주택 가격의 결정과 그에 영향을 미치는 세부 요인들을 양천구를 사례로 실증분석 하였다. 결과적으로 공간적 스케일에 따라 모두 교육환경, 주택가격 및 사회적 격차는 상관관계를 가진 분포패턴을 분명히 보이고 있으며, 아울러 세부 실증분석에서도 교육환경이 주택상품 그 자체의 물리적 특성에 못지않게 가격결정에 중요한 역할을 수행하는 것으로 분석되었다. 이는 결국 교육환경과 교육성과 및 소득격차 간 연계성을 사회적으로만 다루는 것이 아니라 공간적으로 다루어야 한다는 점을 강조하게 된다. 아울러 기존 주택부문 연구에서도 단지 주택가격 결정이 기술적인 연구가 아니라 사회공간적 격차와 관련된 사회과학적 이슈로도 다루어져야 한다는 점을 분명히 보여주고 있다. 본 연구는 연구내용 자체의 한계점에도 불구하고, 그러한 연구의 필요성을 제기하는 시론적이며 기초적인 연구로서 향후 더 많은 관련 연구의 출발점으로서 의의가 있다고 본다.

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고분자전해질 연료전지의 동작압력에 대한 가스 확산층의 위치 별 전류밀도 및 수분거동에 대한 수치해석 (Numerical Modeling of Current Density and Water Behavior at a Designated Cross Section of the Gas Diffusion Layer in a Proton Exchange Membrane Fuel Cell)

  • 강신조;김영배
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.161-170
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    • 2012
  • 고분자 전해질 연료전지에서 물 관리는 연료 전지성능에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 공급되는 수분의 양이 적을 경우 수소이온의 이동을 담당하는 전해질의 건조현상으로, 수분의 양이 과다할 경우 반응이 일어나는 촉매층과 전해질 삼상 계면에서의 홍수현상으로 성능을 감소시키거나 동작을 멈추게 하므로 이 부분에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 연료전지 수분에 영향을 주는 요소 중, 연료극과 공기극에 공급되는 상대습도를 100%로, 동작온도를 $80^{\circ}C$로 설정한 후, 입구 측에 압력을 변화하면서, 다중물리응용 수치해석을 포함하고 유한요소를 통하여 비선형 편미분 방정식이 결부된 상용코드를 이용하여 전체적인 전기화학반응 및 성능에 대한 해석을 수행하고 공기극 측의 가스 확산층에 각 위치별 전류밀도 분포와 수분포화의 분포, 압력차에 의한 동작물질의 속도 등을 분석하여 보았다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 연료전지의 성능은 압력의 세기에 따라 달라지며 압력이 높을수록 성능과 위치별 최대 전류밀도가 높게 나타났으며, 공기극의 가스 확산층에서의 수분함량은 높은 압력에서보다 낮은 압력에서 수분함량이 많은 것으로 나타났으며 특히 전극의 바로 아래 부분에서의 수분이 더 많이 응축되어 나타났으며 공기극 가스 확산층에서의 동작물질의 속도는 동작물질의 입구방향에서 출구측으로 진행할수록 그 변동 폭이 크게 나타났다.