• 제목/요약/키워드: 수학적 구조

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정보영재학생과 일반학생의 최단경로 탐색 과정 분석 (An Analysis on Shortest Path Search Process of Gifted Student and Normal Student in Information)

  • 강성웅;김갑수
    • 정보교육학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.243-254
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    • 2016
  • 본 연구는 PISA 2012 문제해결력 평가 문항 중 이산수학의 그래프 이론이 적용된 'TRAFFIC' 문항을 바탕으로 총 19문항의 최단경로 탐색 검사 도구를 제작했고, 웹기반 컴퓨터 평가로 정보영재학생과 일반학생을 대상으로 실시했다. 컴퓨터는 일상의 문제를 해결하는 과정에서 없어서는 안 될 중요한 기기이자 평가의 기반이 되는 매체로 자리 잡았고, 정보영재학생은 컴퓨터를 통해 문제를 해결할 수 있어야 하고, 컴퓨터가 절차를 수행할 수 있는 분명한 명령을 내려줄 수 있어야 한다. 또한, 컴퓨팅 사고가 어느 분야든 영향을 미치는 시대이기 때문에 학생들에게 새로운 교육적 자극을 줘야 한다. 최단경로 탐색 과정을 통해 문제해결에 걸린 시간과 정답률 간의 상관관계를 찾을 수 있었고, 노드와 엣지의 증가로 문항의 곤란도가 높아짐에 따라 노드가 문제해결에 영향을 크게 미치는 것을 찾을 수 있었다. 또한, 정보영재학생의 문제해결 과정에서 알고리즘적 사고 과정을 볼 수 있었고, 정보영재학생의 인지적 특성인 '효율화 능력'과 '정보구조 기억력'을 확인할 수 있었다.

해석적 모델을 이용한 분산된 리오더 버퍼 슈퍼스칼라 프로세서의 성능분석 (The Performance Analysis of Distributed Reorder Buffer in Superscalar Processor using Analytical Model)

  • 윤완오;신광식;김경섭;이윤섭;최상방
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권12호
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    • pp.73-82
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    • 2008
  • 슈퍼스칼라 프로세서에서 리오더 버퍼의 복잡도를 줄이는 여러 가지 방법이 제시되었다. 그 중에서 리오더 버퍼의 포트를 가장 단순하게 하는 방법은 하나로 되어 있는 리오더 버퍼의 구조를 실행 유닛의 개수만큼 여러 개로 나누어 분산된 리오더 버퍼로 구현하는 것이다. 각각의 분산된 리오더 버퍼는 실행 유닛의 작업 부하에 따라 그 크기를 달리 할 수 있다. 하지만 분산된 리오더 버퍼의 크기에 따라 성능의 변화가 크다. 지금까지의 분산된 리오더 버퍼로 나누는 연구는 적절한 크기를 결정하기 위해 시뮬레이션 결과에 기반 하여 직관적으로 유추하였다. 본 논문은 분산된 리오더 버퍼에 M/M/1 큐잉 이론을 이용한 수학적모델을 적용하여 최적의 크기를 결정하고 CPU2000 벤치마크 프로그램을 수행하여 성능을 측정하고 평가하였으며 기존 슈퍼스칼라 프로세서 성능의 99.2%를 보여주는 분산된 리오더 버퍼의 최적 크기를 정할 수 있었다. 기존의 리오더 버퍼와 본 논문에서 제시한 분산된 리오더 버퍼를 HDL로 구현하였을 때 포트에서 82%의 하드웨어 자원과 30%이상의 지연시간을 줄였다.

문제맥락에 대한 이미지가 문제해결에 미치는 영향 (Students' Problem Solving Based on their Construction of Image about Problem Contexts)

  • 구대환;신재홍
    • 한국학교수학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.129-158
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    • 2020
  • 본 연구에서는 고등학교 2학년 학생 3명을 대상으로 기하 영역의 두 가지 과제를 제시하여 학생들이 문제 상황에서 문제해결 초기에 갖는 이미지의 특성을 파악하고 각 학생들의 이미지가 문제를 해결하는 동안 어떻게 변화하며 영향을 미치는지 밝히고자 하였다. 첫 번째 과제에서 학생 A는 문제해결 과정 초기에 정적인 이미지(유형1)를 가지고 있었지만, 후에 동적이면서도 문제 상황에서의 양들 사이의 불변의 관계를 인식한 유형3으로 발전하였고 학생 B와 학생 C는 문제해결 과정 전반에 걸쳐 유형3으로 관찰되었다. 첫 번째 과제에서 학생 B와 학생 C의 문제맥락에 대한 이미지에 차이점이 발견되지 않았지만 두 번째 과제에서는 분명한 차이를 드러내었다. 두 번째 과제에서 학생 B와 학생 C 모두 문제맥락에 대한 동적인 이미지를 가지고 있었지만 학생 B의 경우 양들 사이의 불변의 관계를 인식하지 못하였고 학생 C는 불변의 관계를 인식하는 잘 발달된 양적 구조를 가지고 있었다. 이에 따라 각 과제의 문제해결 성공 여부가 좌우되었는데, [과제1]에서는 문제 상황에서의 양들에 대한 동적인 이미지를 갖고 이론적 일반화 수준에 도달했는지의 여부에 의해서, [과제2]의 경우에는 문제 상황에서의 두 양에 대한 공변 추론 수준에 따라 학생들 간의 차이가 발생하였다.

Voxel 머리팬텀 제작 및 붕소중성자포획요법 선량계산에의 응용 (Construction of voxel head phantom and application to BNCT dose calculation)

  • 이춘식;이춘익;이재기
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제26권2호
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    • pp.93-99
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    • 2001
  • 해부학적으로 단순한 수학적인형팬텀의 한계를 극복하기 위한 voxel 머리팬텀을 제작하고 BNCT(Boron Neutron Capture Therapy) 시행 시 선량분포를 계산하였다. 일반목적 몬테칼로 코드인 MCNP4B의 반복구조 알고리즘을 이용하여 voxel 몬테칼로 계산체계를 수립하였고 두 가지 물질로 구성된 예시적 voxel 팬텀과 기하체조합팬텀의 계산값 비교를 통해 계산체계를 검증하였다. 미국 NLM(National Library of Medicine)에서 제공하는 VHP man 인체단층사진에 대한 분할 및 색인작업을 통해 voxel 머리팬텀을 제작하여 AP 및 PA 방향에서 입사하는 넓고 평행한 광자 및 중성자빔에 대한 선량값을 MIRD 팬텀의 계산값과 비교한 결과 중성자빔 AP 방향조사 시 MIRD 팬텀에서는 볼 수 없는 안구로 인한 중성자 감쇠현상을 확인할 수 있었다. 3차원 정밀계산이 필요한 BNCT 시술시 선량분포계산을 위해 뇌 중앙에 직경 5cm의 구형 뇌종양 체적을 정의하고 뇌와 종양의 붕소 함량을 조정하여 10keV 및 40keV 상부입사 중성자에 의한 장기별 흡수선량을 계산한 결과 종양에 $30{\mu}g/g$, 정상세포에 $3{\mu}g/g$의 붕소를 주입한 경우 붕소함량이 없을 때에 비해 2배 가량 큰 선량을 보였다. 본 연구를 통해 voxel몬테칼로기법을 이용한 선량평가체계를 수립하였고 정밀한 선량계산을 필요로 하는 치료방사선분야 선량계산에 실제 인체에 가까운 voxel팬텀의 응용가능성을 제시하였다.

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PSO 최적화 기법을 이용한 다층 구조의 플랜트 배치에 관한 연구 (Study of Multi Floor Plant Layout Optimization Based on Particle Swarm Optimization)

  • 박평재;이창준
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권4호
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    • pp.475-480
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    • 2014
  • 플랜트 배치 최적화 문제의 목적은 장치를 연결하는 파이프의 길이를 최소화 하는데 있다. 하지만, 기존 연구들은 대체적으로 단일 층의 배치 문제를 다루고 있으며, 또한 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격 거리등 안전 요소를 간과해 왔다. 본 연구에서는 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 거리 확보 및 안전 이격 거리를 고려하여 플랜트 배치 문제를 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제로 정의하였다. 본 문제의 목적함수는 장치 간 연결하는 파이프 비용이며 제약조건은 안전을 위한 장치 간 최소 이격 거리, 유지 보수에 필요한 공간으로 설정하였다. 하지만, 공정 특성에 따라 필요한 공간 및 작업자의 통행 등 다양한 제약조건을 수반하게 된다. 이에 따라 플랜트 배치 문제를 일반적인 수학식으로 표현하는 데 많은 제약이 있으며, 따라서 함수의 미분식을 이용하는 기존 최적화 방법론을 이용하여 문제를 해결하는 데 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 함수의 미분식을 적용하지 않고 이용이 가능한 경험적 최적화 기법 중 하나인 PSO(Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 본 연구에서 개발한 모델의 검증을 위해 Ethylene Oxide 공정을 2층으로 배치하는 최적화를 수행하였다.

추계학적 감마 확률과정을 이용한 경사제의 기대 잔류유효수명 예측 (Prediction of Expected Residual Useful Life of Rubble-Mound Breakwaters Using Stochastic Gamma Process)

  • 이철응
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권3호
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    • pp.158-169
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    • 2019
  • 추계학적 확률과정의 하나인 감마 확률과정을 이용하여 구조물의 잔류유효수명을 확률론적으로 예측할 수 있는 수학적 모형을 수립하였다. 수립된 모형은 과거부터 현재 시점까지 관측된 피해자료와 관련된 표본의 불확실성과 장래 시간 진행에 따른 누적피해의 불확실성을 올바로 고려할 수 있다. 또한 최소자승법과 모멘트법을 함께 사용하여 경사제의 재령, 운용환경 그리고 피해이력을 고려할 수 있는 모수 추정법을 제시하였다. 먼저 현재 재령의 단일 피해 자료를 갖는 임의의 조건에서 모수에 대한 민감도 분석을 수행하여, 잔류유효수명과 관련된 여러가지 거동 특성들을 분석하였다. 또한 잔류유효수명 예측모형을 경사제에 적용하였다. 경사제 피복재의 피해 이력에 대한 실험자료를 이용하여 감마 확률과정의 모수를 추정하였는데 실험자료와 매우 잘 일치하였다. 해석 결과에 의하면 현재 시점으로부터 상당히 오랜 시간이 경과하면 파괴한계를 초과할 확률이 일정한 값으로 수렴해야 하는 제약 조건을 잘 만족하였다. 한편 기대 잔류유효수명은 피해 이력의 거동 특성에 따라 각기 다르게 산정되었다. 특히 피해의 변동계수가 크면 추계학적으로 산정된 기대 잔류유효수명은 결정론적 회기모형의 해석 결과와 큰 차이를 보인다. 이는 해석과정에 포함된 불확실성의 영향으로 판단된다. 변동계수가 크면 파괴한계에 도달하는 시간의 분포가 넓게 퍼지기 때문이다. 따라서 본 연구에서 수립된 추계학적 잔류유효수명 예측모형은 현재 재령에서 경사제의 피해에 대한 확률적 평가를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장래 시간의 진행에 따른 누적피해의 불확실성을 올바로 고려할 수 있다.

감은사 태극문양의 기하학적 의미 연구 (A Study on the Meaning of Geometric Analysis of Gameun Temple's Taegeuk Shapes)

  • 김일환;박태봉
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.435-444
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    • 2021
  • 본 논문은 감은사 금당지 석재의 태극문양 의미를 기하학적 도형원리를 통해 고찰하는데 목적이 있다. 감은사의 태극문양에 대해서는 수리천문학적으로 해석한 것이 고작인데, 본 논문은 문헌을 바탕으로 기하학적 의미를 통하여 호국정신의 감은사 창건유래가 역사기록과 일치할 수도 있음을 규명하고자 하였다. 특히 창건유래와 지리적 위치, 당시 최고 교육기관인 국학에서 『구장산술』을 교육과목으로 한 점과 수학 지식들이 당 농업과 건축, 예술 등 모든 분야에 영향을 준 점에 주목하였다., 그리고 발굴된 금당의 구조가 약 60cm 높이의 석조유구로 지하공간을 이루고 있어 금당 아래에서는 동해 바닷물이 바로 감은사지 아래까지 들어오는 '문무대왕 수중릉→용지→용당'으로 이어지는 용수로의 흔적과 역사기록 등을 고려하면, 이를 전설이나 고사로 치부하기 보다는 해룡이 머무를 수 있도록 감은사를 창건했다는 유래와 깊은 상관성이 있다고 추정할 수 있다. 이를 바탕으로 금당지 석재의 태극문양과 태극의 좌우로 톱날과 같은 삼각형문양 해석의 실마리를 동양 천원지방(天圓地方)과 서양 원(圓)도형의 원주율과 관련된 원적(圓積)에서 찾아보았다. 결론적으로 태극과 삼각형 문양은 음양조화의 상징인 용(龍)과 신(神)을 나타내는데, 이는 창건유래와 부합하는 상징도형으로 우리민족이 신비한 용을 음양조화의 상징으로 보았고 이에 대응한 음양조화 도형인 태극문양을 사용하여 신성시해 왔다는 것으로 결론 내릴 수 있다.

Comparative Analysis of Citation Patterns between Journals and Conferences: A Case Study Based on the JKIISC

  • Byungkyu Kim;Min-Woo Park;Beom-Jong You;Jun Lee
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제29권8호
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    • pp.171-190
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    • 2024
  • 본 논문은 '정보보호학회논문지'의 참고문헌을 계량서지분석과 사회네트워크분석 방법을 사용하여 학술지와 학술대회의 인용 현황 및 패턴에 관한 비교분석 연구를 수행하였다. 인용 현황 분석결과, 참고문헌에서 학술대회의 비중이 학술지를 약간 상회하며, 약 80%가 해외 출판물로 한국 연구자들의 높은 해외 출판물 의존성이 확인되었다. 인용나이 분석 결과, 즉시인용률이 높아지고 반감기는 길어지며 인용절정기는 짧아지는 경향을 보였다. 특히, 국내 출판물의 즉시인용률이 높고 해외 출판물의 반감기가 더 느리게 나타났다. 또한, SCOPUS 학술지 및 ICORE 학술대회 식별과 주제분류를 매핑하여 분석한 결과, 학술지 인용문헌은 컴퓨터과학 (32.3%), 공학 (23.5%), 수학 (16.7%), 사회과학 (12.8%)를 포함한 기타 연구분야 (25.6%)로 구성되었으며, 학술대회 인용문헌은 'Cybersecurity and privacy' 분야의 비중이 가장 높은 가운데 최근에는 'Computer Vision and Multimedia Computation' 및 'Machine Learning' 분야의 인용 증가세가 큰 것으로 조사되었다. 출판물 동시 인용 네트워크 분석 결과, 학술대회 그룹이 학술지 그룹보다 연결 중심성 평균값이 높고 해외 출판물 그룹이 국내 출판물 그룹보다 더 높았으며, 문헌 유형 간의 동시 인용 빈도는 학술지 내에서 34.3%, 학술대회 내에서 28.8%와 비교하여 학술지와 학술대회 간에서 36.9%로 가장 높게 나타났다. 또한, 동시에 인용된 출판물들과 이들의 연구 분야에 대한 연결 구조를 탐색할 수 있는 네트워크 시각화 지도를 제시하였다. 본 연구의 결과는 국내 정보보안 연구 분야가 학술지와 학술대회 문헌을 균형 있게 활용하고 있으며, 이들 간의 상호보완적 관계를 통해 발전하고 있음을 시사한다.

도시환경 방사능오염 평가모델 METRO-K의 대응행위 결정지원을 위한 실용성 연구 (A Feasibility Study for Decision-Making Support of a Radioactive Contamination Model in an Urban Environment (METRO-K))

  • 황원태;한문희;정효준;김은한;이창우
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제33권1호
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    • pp.27-34
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    • 2008
  • 국내 환경을 고려하여 개발된 도시환경 방사능오염 평가모델 METRO-K (${\underline{M}}odel$ for ${\underline{E}}stimates$ the ${\underline{T}}ransient$ Behavior of ${\underline{R}}adi{\underline{O}}active$ Materials in the ${\underline{K}}orean$ Urban Environment)는 IAEA (${\underline{I}}nternational$ ${\underline{A}}tomic$ ${\underline{E}}nergy$ ${\underline{A}}gency$) 주관 국제공동 연구프로그램 EMRAS (${\underline{E}}nvironmental$ ${\underline{M}}odelling$ for ${\underline{RA}}diation$ ${\underline{S}}afety$)의 도시환경 방사능오염평가 분과에서 체르노빌 원전사고로 오염된 Pripyat 지역과 가상 방사능테러로 인한 오염 시나리오의 평가에 참여해 오고 있다. 본 논문에서는 EMRAS 프로그램의 일환으로 수행된 Pripyat 지역에 대한 METRO-K의 평가 결과를 제시하였고 다른 모델의 예측값과 비교, 논의함으로써 만일의 도시환경 방사능오염시 대응행위 결정지원을 위한 동 모델의 실용성을 고찰하였다. METRO-K를 사용한 평가결과에서 방사성물질의 오염 후 신속한 대응행위는 무엇보다 중요하다는 것을 알 수 있었다. EMRAS 프로그램에 참여한 각기 다른 모델로 평가된 예측값의 차이는 1) 모델의 수학적 구조와 관련 변수값, 2) 모델에 반영된 피폭경로, 3) 피폭영향을 주는 오염표면의 종류, 표면의 넓이 등과 같은 평가에 대한 가정, 4) 각기 다른 문헌으로부터 선택된 대응행위 관련인자의 적용값 등의 차이에 기인하였다. METRO-K을 사용하여 EMRAS 프로그램에서 요구하는 다양한 오염 시나리오에 대해 대부분의 결과를 제출하여 상호 비교되었으며, 이를 통해 METRO-K는 만일의 도시환경 방사능오염으로 인한 대응행위 결정지원에 유용한 도구가 될 수 있음을 확인하였다.

거제(巨濟)지역 금(金)-은(銀)광상의 광화작용(鑛化作用) 연구 (Gold-Silver Mineralization of the Geojae Area)

  • 최선규;지세정;윤성택;고용권;유재신
    • 자원환경지질
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    • 제22권4호
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    • pp.303-314
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    • 1989
  • 경남거제지역 금(金)-은광상(銀鑛床)들은 후기 백악기 안산암류와 화강섬록암(83 m.y.)내의 열극을 충진한 함금(含金)-은(銀) 열수맥상(熱水脈狀) 광체로 구성된다. 열수광화작용(熱水鑛化作用)은 구조운동에 의하여 시기적으로 3회에 걸쳐 진행되었다. 초기 제$370^{\circ}C$의 고온에서 후기 $200^{\circ}C$에 이르는 제 I, II 광화기(鑛化期)에서는 각기 상이한 열수계(熱水系)에 의하여 석영, 유화물이 침전하였으며, $320^{\circ}C$를 전후로 하여 광화류체(鑛化流體)의 비담(沸膽)현상이 일어났다. 제 I, II 광화작용(鑛化作用)시의 압력은 <100기압이고, 심도는 500~1,250m였다. 금(金)-은(銀)의 주광화시기(主鑛化時期)인 광화(鑛化) I 기(期)의 공생광물에 대한 유체포유물(流體包有物) 및 광물열수학적(鑛物熱水學的) 연구에 의하면, 황철석, 섬아연석, 황동석은 $290^{\circ}C$ 이상의 고온에서 비담작용(沸膽作用)과 동시에 정출하였고, 사면동석, 에렉트렘, 스튜자이트는 금(金)-유황종(硫黃種)의 농도가 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$molal, 상당염농도(相當鹽濃度)가 2~6wt.% NaCl인 광화유체(鑛化流體)로부터 $220{\sim}260^{\circ}C$, 유황 및 산소분압이 각각 $10^{-11.8}{\sim}10^{-14}$, $10^{-35}{\sim}10^{-36}$ atm인 물리 화학적 환경하에서 침전하였다. 균질화(均質化) 온도와 염농도(相當鹽濃度)와의 관계는 천수류입(天水流入)에 의한 광화류체(鑛化流體)의 냉각(冷却) 및 희석(稀釋)작용이 광석광물 침전의 주된 메키니즘이었음을 지시해 주며, 유체내(流體內) 환원(還元) 유황종(硫黃種)($H_2S$)의 감소에 따른 금류화복합체(金硫化複合體)($Au(HS)_2$) 의 파괴로 금(金)의 침전이 유도되었으리라 사료된다. 유황 및 탄소, 산소 안정동위원소(安定同位元素) 연구(硏究)결과, 광화류체내(鑛化流體內)의 유황 및 탄소는 심부화성(深部火成)기원이었고, 방해석의 산소 안정동위원소(安定同位元素)값으로부터 열수계(熱水系)에서 천수(天水)가 지배적인 역할을 하였으리라 사료된다.

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