불확실성 데이터베이스의 의미론 정의는 보통 주어진 불확실성 데이터베이스를 여러 개의 관계형데이터베이스로 변환하는 산술적 접근방법을 취한다. 이 논문에서는 불확실성데이터베이스를 논리이론으로 변환하는 논리적 접근방법을 통해서 불확실성 데이터베이스의 의미론을 정의하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 의미론의 가장 특징적인 면은 기존의 논리적 접근방법에서 사용해온 명제논리 대신에 선형논리를 논리적 근간으로 이용한다는 점이다. 선형논리는 논리식을 불변진리가 아닌 소비가능한 자원으로 해석하기 때문에 불확실성 데이터베이스의 의미론을 정의하는데 적합하다. 본 논문의 핵심 결과는 선형논리에 기반한 불확실성 데이터베이스의 의미론이 산술적 접근방식에서 설명하는 불확실성 데이터베이스의 의미론과 동등하다는 것이다.
선형논리는 Girard에 의해 소개되었으며, 고전논리의 확장이다. 최근에는 형할당 시스템으로 λ$\mu$-논리의 연구가 성행중이며 함수프로그래밍 언어가 발전할 수 있는 계기가 되었다. λ$\mu$-논리에서의 계산은 형추론 연역과정이다. λ$\mu$-논리의 카테고리로의 해석 λ$\mu$*-논리를 이용하여 분배카테고리를 일차적으로 구성하고 함수의 흐름을 구체적으로 나타내는 준함수로써 회로 카테고리Cir(CLL*)를 설계하였다. 특히 전산처리에서 흔히 사용하는 큐(Queues)로써 선형고전논리 기증을 온전히 발휘할 수 있음을 지적한다.
Girard에 의해서 1987년에 처음 소개된 선형 논리(linear logic)는 컴퓨터 사이언스에 큰 관심을 불러 일으키며 빠르게 발전하고 있다. 선형 논리는 상태 및 자원을 논리적 수준에서 다루고 있는 특징이 있다. 본 고에서는 선형 논리의 의미, 동기 및 특성을 소개하며, Gentzen의 시퀀트 계산법과 Prawitz의 자연 연역법 사이의 연관성 및 여러 증명 사이의 '같음'에 대한 개념을 컷제거 정리 측면에서 논의하고, 이러한 개념에 의하여 선형 논리의 증명이 증명망으로서 표현될 수 있음을 보인다.
본 논문에서는 신호 시제 논리를 이용하여 순음 생성 시스템을 개발한다. 일반적으로 많이 알려지고 널리 쓰이는 시제 논리는 선형 시제 논리이다. 그러나, 선형 시제 논리로는 다양한 실수 값과 정량적인 시간을 다루지 못하는 문제점이 있다. 그러므로, 본 논문에서는 신호 시제 논리를 이용하여 이러한 문제점을 극복하고, 선형 시제 논리로는 어려웠던 순음 발생기를 신호 시제 논리를 사용하여 개발한다.
선형논리는 현대 증명이론의 산물로서 1987년 프랑스 Marseille대학 Jean-Yves Girard 교수가 프로그래밍 언어의 개발을 위해 직관주의 논리학 (Intuitional logic) 을 정교하게 보완하여 고안한 새로운 논리학이다. 그래서 선형논리의 연결사들은 정보배열 (Sequentiality)과 병행처리 (Parallel computation) 등 정보처리와 관련된 해석을 갖는다. 예컨대, A${\otimes}$B는 두 과정 A와 B를 차례차례 수행하는 것을 나타내고, A&B는 내적미결정과 관련되어 관찰자가 A 또는 B를 선택할 수 있으며, A${\oplus}$B는 외적인 미결정으로서, 관찰자는 A 또는 B라는 사실을 알지만 어느 것이 될지는 알지 못한다. 그리고 A${\wp}$B는 A과정과 B과정의 병행처리를 의미한다. 선형부정은 동시화(Synchronization)를 나타내어, 하나의 과정 A가 수행되기 위해서는 A와 $A^{\bot}$가 동시에 이루어져야 한다. 국내에 선형논리에 대한 연구가 활성화되지 않아서 이 글은 이에 대한 관심을 제고하기 위해 우선 선형논리의 통사론만을 취급했으며, 의미론과 증명망 등은 차후의 연구에서 다루고자 한다.
광을 기반으로 한 논리 연산은 전자 소자의 속도 한계 및 연산 용량의 한계를 극복할 대안으로 많은 관심을 끌고 있다. 초고속 전광 논리 연산의 구현은 대부분 물질의 비선형성을 이용하며 특히 광섬유의 비선형 Ken 효과를 이용한 Sagnac 간섭계의 형태를 이용한 논리 연산이 주로 연구되어 왔다$^{(1)}$ . 그러나 광섬유의 비선형성을 이용하기 위해서는 충분히 큰 광 강도가 필요하며 회로 구성에 있어서도 크기가 크다는 단점이 있다. 최근에는 반도체 광증폭기의 비선형 이득 포화 현상을 이용한 TOAD 등이 발표되어 상대적으로 크기도 감소하고 사용되는 광 강도 역시 감소시킬 수 있었다$^{(2)}$ . 간섭계를 이용한 광논리의 구현은 Sagnac 간섭계 뿐만 아니라 비선형 특성을 갖는 도파로로 구성된 Mach-Zehnder 간섭계, Michelson 간섭계 등도 이용이 가능하다. (중략)
본 논문에서는 비선형 모델의 설계를 위해 Type-2 퍼지 논리 집합을 이용하여 불확실성 문제를 다룬다. 퍼지 논리 시스템의 멤버쉽 함수와 규칙의 구조는 불확실성이 존재하는 언어적인 정보 또는 수치적 데이터를 바탕으로 설계된다. 기존의 Type-1 퍼지 논리 시스템은 외부의 노이즈와 같은 불확실성을 효율적으로 취급할 수 없다. 그러나 Type-2 퍼지 논리 시스템은 불확실한 정보까지 멤버쉽 함수로 표현함으로서 불확실성을 효과적으로 다룰 수 있다. 따라서 본 논문에서는 규칙의 전 ${\cdot}$ 후반부가 Type-2 퍼지 집합으로 구성된 Type-2 퍼지 논리 시스템을 설계하고 불확실성의 변화에 대한 비선형 모델의 성능을 비교한다. 여기서 규칙 전반부 멤버쉽 함수의 정점 선택은 C-means 클러스터링 알고리즘을 이용하고, 규칙 후반부 퍼지 집합의 정점 결정에는 입자 군집 최적화(PSO : Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 사용한다. 마지막으로, 비선형 모델 평가에 대표적으로 이용되는 가스로 시계열 데이터를 제안된 모델에 적용하고, 입력 데이터에 인위적인 노이즈가 포함되었을 경우 Type-2 퍼지 논리 시스템이 기존의 Type-1 퍼지 논리 시스템보다 우수함을 보인다.
확정절 문법은 구 구조문법을 명시하는데 사용된 후 계산이론적 언어학자들이 많은 연구를 하는 분야이다. 확정절 문법은 혼절에 근거하고 있기 때문에 관계절 공간연결 파서를 구성할 때 메우개-공간 의존을 자연스럽게 설명할 수 없다. 본 논문에서는 메우개-공간 의존을 처리할 수 있는 일반 구 구조문법 GPSG의 특성에 대해서 논하고 일반 구 구조 문법을 논리 문법으로 확장할 수 있는 방법에 대해서 기술하였다. [7]에서는 메우개-공간 의존을 설명하기 위해서 직관적 논리를 이용하였다. 여기에서는[7]의 직관적 논리 문법의 한계에 대해서 논하였다. 또 [5]에서는 일차 선형 논리를 이용하였는데, 이는 공간연결 파서로 자연어 문장을 논리식으로 번역하는데 사용될 수 없다. 따라서 본 연구에서는 고차 선형 논리문법을 이용하여 자연어 파서를 구성하였다.
본 논문에서는 유한체상의 순차논리시스템을 이용하여 제산기를 구성하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 먼저 유한체와 순차논리시스템의 수학적 성질을 기반으로 현재상태와 차순상태 사이의 선형성질을 도출하였다. 그리고, 선형성질과 행렬로 표현한 특성다항식을 사용하여 유한체상의 순차논리시스템을 구현하였으며, 이를 이용하여 제산기를 구현하였다. 제안한 방법은 기존의 방법에 비해 규칙적이고 좀 더 효율적으로 순차논리시스템을 구현할 수 있었으며, 이를 이용하여 효과적인 제산기를 구현할 수 있었다.
종래의 현대제어이론은 플랜트의 수학적 모델링이 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 비선형 시스템, 선형 시변 등과 같은 복잡한 프로세서는 수학적 모델링을 구성하기가 어렵고 또한 적절한 제어기를 설계하기가 쉽지 않다. 이에 비해, 퍼지제어는 선형시스템은 물론 비선형 시스템 대해 매우 유용한 것으로 알려지고 있다. 본 고는 퍼지논리에 대한 기본적인 개념과 퍼지제어기술에 대하여 서술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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