• 제목/요약/키워드: 수학적 모델링 문제

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가상 경로 재구성을 통한 ATM망 자원 관리 및 제어 (ATM Network Resource Mangement and Control via Virtual Path Reconfiguration)

  • 임재진;김종권
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.2199-2214
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    • 1994
  • ATM 망이 가진 장점을 충분히 살릴 수 있기 위해서는 ATM 망 자원에 대한 체계적이고 효과적인 관리 및 제어가 필수적이다. 망 설계 시점과 다른 유동적인 망 환경에 능동적으로 대응하기 위해 ATM 망은 기존의 회선 교환망에서의 망 설계 및 계획, 호 라우팅 방법 외에 논리적 가상 경로 재구성 기능을 제공한다. 가상 경로 재구성 기능을 적절하게 이용하면 유동적인 망 운영 환경에서 망 설계 및 계획, 호 라우팅 문제를 보다 유연하게 해결할 수 있다. 그러나 ATM망에서 가상 경로를 이용한 망 재구성은 가상 경로 연결 종점 기능을 갖는 노드쌍의 선정, 두 가상 경로 연결 노드간의 가상 경로 라우팅, 가상 경로 대역폭 할당, 가상 채널 라우팅 등을 고려해야 하는 복잡하고 어려운 문제이다. 대부분의 기존 연구는 가상 경로 망 재구성 문제 전체 영역중 일부분만을 고려하여 망 재구성 문제를 접근하였다. 본 논문에서는 가상 경로 망 재구성의 전반적 요소들을 고려하여 ATM 망 재구성 문제를 수학적으로 모델링 하였다. 제시한 수학적 모델은 매우 복잡한 형태이므로 가능한 해결 방안으로 최대 최소 접근 방식의 발견적 알고리즘을 제시하였다.

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실생활 문장제에서 현실맥락 고려에 관한 예비교사들의 인식 분석 (Pre-service teachers' conceptions about considering the realistic contexts in the word problems)

  • 이지현;이규희
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제60권4호
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    • pp.509-527
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    • 2021
  • 이 연구는 예비교사들을 대상으로 1) 실생활 문장제의 해결 과정에서 현실맥락을 예민하게 고려하는지, 2) 교사 입장에서 문제의 현실맥락을 예민하게 고려한/고려하지 않은 학생 응답을 어떻게 평가하는지를 조사하였다. 예비교사들 역시 학생들과 마찬가지로 일부 실생활 문장제에 대하여 현실맥락을 예민하게 고려하지 않았으며, 현실맥락을 예민하게 생각하지 않은 채 전형적인 풀이를 적용한 학생 응답을 현실맥락에 예민하게 반응한 답보다 높이 평가하였다. 예비교사 자신이 문제 해결 과정에서 현실맥락을 예민하게 고려했던 경우와 아니었던 경우 모두 학생의 현실맥락 고려를 문제 의도에 부합하지 않는다는 점에서 혹은 문제 오류의 증거로 긍정적으로 수용하지 않았다. 예비교사들의 학생 응답에 대한 평가의견에 내포된 전제로부터 예비교사들이 수용했으며 실생활 문장제의 교수 학습 상황과 학생들에게 기대한 암묵적인 교수학적 계약을 구체적으로 관찰할 수 있었다. 실생활 문장제에 대한 예비교사들의 인식을 탐색한 본 연구의 결과는 예비교사들이 실생활 문장제에 대해 가지고 있는 통상 교수학에 도전하고 수정할 수 있는 교사 교육 프로그램의 개발에 기여할 수 있을 것이다.

기하와 기하교육과정 변천과 21세기 기하교육의 방향 (The New Directions of Secondary Geometry Curriculum on Historical Perspectives)

  • 장경윤
    • 한국수학사학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.105-126
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    • 2008
  • 본 논문은 교양교육과 수학교육에 필수적인 교과로 여겨오던 학교기하가 20세기 초부터 한 세기 동안 학문적 경향과 사회적 변화에 따라 어떻게 변천되어 왔는가를 역사적으로 개관하고 21세기 기하교육과정의 방향을 조망하였다. 21세기 CAD 등 컴퓨터 소프트웨어와 로봇산업 등은 직업과 전문분야에서 기하의 역할과 학교기하의 지식이나 기능도 바꾸고 있다. 응용과 모델링 측면 강화, 추론과 문제해결 영역확대, 디자인과 관련된 요소 강화로 요약되는 21세기 기하교육 방향에서 우리나라 중등학교 기하교육에 시사점을 찾고자 하였다.

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신경회로망을 이용한 동적 시스템의 상태 공간 인식 모델 (The State Space Identification Model of the Dynamic System using Neural Networks)

  • 이재현;탁환호;이상배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.442-448
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    • 2000
  • 전통적인 동적 시스템의 제어에는 제어대상의 정확한 수학적 모델링이 필요하다. 그러나 동적 시스템의 모델링은 복잡한 상태방정식과 많은 제어파라메터들에 의해 매우 복잡한 계산과정을 필요로 한다. 그러므로, 본 논문에서는 신경회로망을 이용한 동적 시스템의 상태 공간 인식 모델을 제안하였으며, 제안된 신경회로망을 학습시키기 위하여 가우스-뉴턴 방법을 사용하였다. 본 논문에서 제안된 신경회로망 모델은 시소 시스템 인식문제를 컴퓨터 모이실험을 통해 효과적임을 보였다.

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3축 CNC 공구터렛의 홀더 주축 진동해석 (A Vibration Analysis for the Main-Spindle of a Holder in the 3-Axis CNC Tool Turret)

  • 이재환;김재실;이종판;추광식
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.153-157
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    • 2002
  • 본 연구에서는 선반가공에서 일반적인 선반작업 후 밀링이나 드릴링 가공이 가능한 복합가공기의 역할을 한번에 수행할 수 있는 CNC 공구터렛의 홀더 주축에 대한 수학적 모델링을 통하여 시스템의 횡진동 및 비틀림 진동 해석으로 발생할 수 있는 진동 문제에 대처할 수 있는 방안을 제시 하고자 한다.

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기하 공차의 수학적 표현

  • 박상호;이건우
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.531-534
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    • 1995
  • 기계부품의 설계는 공차정보를 포함한다. 이러한 공차정보는 그것의 특성에 따라 실제 부품에 속한 형상이 놓여야 할 공차영역으로 표현되고, 필요하다면, 각 공차간의 관계 도 포함하여야 한다. 기하 공차는 데이팀을 기준 좌표계로 하여 형상, 자세 및 위치를 구 속하며 이러한 관계는 변환 행렬로 표현할수 있다. 특히 이들 변환 행렬의 미소한 변화 를 나타내는 미소 변환 행렬은 각 좌표계간의 공차의 전파를 용이하게 한다. 이러한 표 현방법은 형상 모델링 시스템이나 공차에 관련된 문제에 쉽게 적용할 수 있다.

초등학생들의 비구조화된 문제 해결 과정에서 나타나는 공간 추론 능력과 문제 해결 능력 (An analysis of spatial reasoning ability and problem solving ability of elementary school students while solving ill-structured problems)

  • 최주연;김민경
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제60권2호
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    • pp.133-157
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    • 2021
  • 본 연구에서는 학생들의 생활과 밀접한 공간을 기반으로 한 비구조화된 문제를 개발하고 수업에 적용하였다. 이 과정에서 6학년 학생들의 공간 추론 능력으로는 외적 추론에 비해 내적 추론에서 어려움을 표했으며, 공간 추론이 수와 연산, 측정 등의 영역과 연계되어 활용될 때 그 수준이 더 높게 나타났다. 문제 해결 능력에서는 반성 요소가 미흡하게 나타났으며 초등 현장에서 온라인 환경에서의 협력과 수학적 모델링 학습이 적용 가능하다는 결과를 얻었다. 이를 통해 수학 교육 현장에 공간 학습과 실생활 문제 해결에 관한 의미 있는 시사점을 도출할 것으로 기대된다.

열전달 및 수치해석을 주제로 한 물리, 수학, 정보의 통합적 영재 프로그램 개발과 적용 (Development and Application of Physics, Mathematics and Information Integrated Program Base on Heat Transfer & Numerical Analysis for Gifted Student)

  • 남현욱
    • 공학교육연구
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    • 제10권2호
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    • pp.87-105
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    • 2007
  • 본 연구에서는 열전달 및 수치해석을 주제로 통합적 영재 교육프로그램을 개발하고 영재아를 대상으로 한 교육에서 학생들의 반응과 통합적 영재 프로그램의 적용 가능성 및 효과에 대해서 연구하였다. 통합적 영재 프로그램은 크게 컴퓨터 프로그램 언어, 물리적 현상의 수학적 모델링, 수치해석방법의 3단계로 구성되어 있으며 대상은 청주교육대학교 영재센터 수학반 중3학생 4명이다. 수업은 4시간씩 15회 진행되었으며, 수업 종료 후 제출한 학생들의 보고서와 인터뷰를 통하여 프로그램의 적용 가능성 및 효과를 탐색하였다. 본 연구에서 개발한 통합적 영재프로그램의 투입 결과 4명 중 3명이 본 프로그램에서 목표로 하는 문제 해결을 수행하였다. 컴퓨터 프로그래밍 언어나 수치해석의 경우 비교적 잘 이해하는 편으로 생각됐으나 고등 수학이 필요한 물리적 현상의 수학적 모델링은 잘 이해하지 못하는 것으로 판단된다. 프로그램에 대한 만족도는 영재아의 특성에 따라 다르게 나타났다. 학생들은 통합적으로 구성된 본 프로그램은 과학교육프로그램의 하나로 생각하는 경향이 있어, 수학에만 흥미 있는 학생들의 만족도는 낮았다. 반대로 다양한 분야에 흥미를 가진 학생은 비교적 만족도가 높았으며 각자에게 자신감과 동기부여가 되는 결과를 얻었다.

모델변환에 의한 시뮬레이션 모델의 타당성 검사 (A Validation Check of Simulation Model with the Model Transformation)

  • 정영식
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 1992년도 제2회 정기총회 및 추계학술 발표회 발표논문 초록
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    • pp.9-9
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    • 1992
  • 시뮬레이션(simulation)은 실 시스템(real system)의 효과적이고 효율적인 운영을 도모하기 위하여 실 시스템의 동작을 이해하고 분석, 예측, 평가하는 과학적인 문제해결 접근방법이다. 시뮬레이션 수행단계는 실 시스템의 행위를 정확히 반영하도록 타당한 모델을 구축하는 모델링 단계와 모델에 의도하는 명령어들을 컴퓨터 프로그램으로 작성하는 구현단계로 나누어진다. 시뮬레이션 모델은 시간, 상태, 확률변수, 상호규칙 등의 여러 관점에 따라 다양하게 존재하는데, DEVS(Descrete EVent system Specification) 모델은 연속적인 시간상에서 이산적으로 발생하는 사건에 따라 시스템의 상태를 분석할 수 있고 모델링 및 시뮬레이션 방법론의 형식화를 위한 견고한 이론적 기반을 제공하고 있다. 또한, DEVS 모델은 모듈적, 계층적 특성을 제공하고 집합론에 근거한 수학적 형식구조를 제공하여 실 시스템에 대한 체계적인 분석과정을 수행하게 되어 보다 현실적인 모델링을 가능하게 한다. 그러나 타당하지 못한 DEVS 모델이 구축되면 시뮬레이션을 통한 분석결과의 신뢰성이 떨어져 아무런 효과가 없고 경제적인 손실만이 따른다. DEVS 모델에 대한 기존의 타당성 검사가 많은 시간과 노력이 요구되고, 반복적인 DEVS 모델링 과정으로 인한 전문적이고 경험적인 지식을 요구한다. 또한, 모델설계자에 의해 설정된 실험 프레임하에서 DEVS 모델의 구성요소에 속하는 상태전이함수, 시간진행함수 및 출력함수에 대하여 commutative 성질의 보전성 검사가 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, DEVS 모델에 대한 타당성 검사를 SPN(Stochastic Petri Net) 모델로 변환하여 SPN 모델을 이용하는 간단하고 효과적인 타당성 검사 방법을 제안한다. 먼저, DEVs 모델에 대한 개념과 기존의 DEVS 모델에 대한 타당성 검사 방법을 고찰하고 그 문제점에 대하여 자세히 설명한다. DEVS 모델의 타당성 검사에 이용하는 SPN 모델에 대한 개념과 DEVS 모델과 행위적으로 동등한 SNP 모델로 변환을 위한 관점을 제조명하다. 동일한 관점에서 두 모델의 상태표현이 같도록 DEVS 모델이 SPN 모델로 표현됨을 보이는 변환이론을 제시하고 변환이론을 바탕으로 모델 변환과정을 제시한다. 모델 변환이론과 변환고정을 기본으로 타당성 검사를 위한 새로운 동질함수(homogeneous function)를 정의하고 이와 함께 SPN 모델의 특성을 이용하여 DEVS 모델에 대한 타당성 검사 방법을 새롭게 제안한다.

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Rule-based 모델링 방법을 이용한 Product Configuration에서 CSP 해결 프로세스 (Rule-based modeling method in Product Configuration for CSP solving process)

  • 임정혁;정현준;백두권
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2012년도 추계학술발표대회
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    • pp.1361-1364
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    • 2012
  • 현대 산업 발전에 따라 대량 생산 체제에서 소비자 개별 주문 요건을 반영하여 생산하는 대량맞춤 생산(Mass Customization) 체제로 변화해가고 있다. 이런 대량맞춤 생산 체제의 제품구성(Product Configuration) 시에 나타나는 CSP(Constraint Satisfaction Problem) 해결 방법론을 제시하고 있다. 기존 방법에서는 복잡 다양한 제약조건을 수학적으로 표현하여 제약 조건 검사에서 소요시간과 검색 공간을 최소화 할 수 있는 알고리즘이 제시했다. 그런데 소비자의 주문 요건들이 빠르게 변화되고 복잡 다양 해지고 있다. 그래서 대상 모델 및 제약조건이 변경이 되었을 경우 기존 방법에서 제시하고 있는 CSP 해결에서는 수정 관리 하기가 쉽지 않고 확장성이 낮다. 본 연구에서는 룰 기반 모델링으로 CSP 문제 해결 프로세스 정립을 하여 관리의 편리성을 제공하고 확장성을 향상시킨다.