• 제목/요약/키워드: 정보과학적 사고

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수질예보를 위한 3차원 모형의 최적 운영 기법 (Optimal Operation of the 3D Water Quality Model for Water Quality Forecast)

  • 이승재;김현식;사성오;황현식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.72-72
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    • 2016
  • 최근 발생하고 있는 기후변화로 인하여 하천 및 저수지의 수질문제가 커지고 있다. 특히 여름철 부영양화로 인해 발생하는 녹조현상은 사회적인 문제로 과학적인 수질사고에 대한 예측과 관리가 필요한 실정이다. 수질예보는 정기적으로 하천 및 저수지의 수질을 예측하여 사용자에게 제공하는 분석기법으로 수질현황을 파악하고 수질을 관리하고 의사결정을 하는데 도움을 줄 수 있다. 수질예보에 사용되는 모형은 유역모형, 하천모형, 저수지모형이 있으며, 이중 하천 및 저수지에 주로 적용되고 있는 3차원 수리수질모형의 경우 격자의 개수가 많아 모의시간이 길어지게 되고 이로 인해 일일 수질 예보가 어렵게 된다. 3차원 수리수질모형의 모의속도를 개선하는 방법에는 하드웨어의 성능을 높이는 방법과 병렬화를 이용한 소프트웨어적인 방법이 있다. 이중 하드웨어의 성능을 높이는 방법은 컴퓨터의 사양을 높이는 방법으로 높은 비용이 소요된다. 하지만 병렬화 방법은 컴퓨팅 기술의 발전으로 멀티코어가 대중화가 된 최근에 코드의 적용만으로 모의속도를 향상시킬 수 있다. 본 연구에서 사용된 모형은 서호주대학에서 개발한 3차원 수리 수질모형인 ELCOM-CAEDYM 모형으로 적용된 병렬화 기법은 OpenMP(Open Multi-Processing)방법이다. 기존 직렬 컴퓨팅 방식으로 구성되어 한번에 한 개의 명령어 밖에 처리할 수 없었던 작업방법을 동시에 여러 개의 처리요소를 이용하여 명령을 실행할 수 있게 하는 방식이다. 하지만 CPU의 개수는 제한되어 있으며, Amdahl's law에 따르면 OpenMP방식의 병렬화시 속도개선효과는 95% 병렬화 프로그램에서 최대 CPU 개수의 제한이 없다면 20배 까지 속도향상이 가능하다고 하였다. 본 연구에서는 3차원 수리 수질예측 모형인 ELCOM-CAEDYM에 적용된 병렬화 기법을 적용하는데 있어 최적 CPU사용 개수를 파악 하고자 하였으며, 이를 통해 수질예보시스템을 운영하는데 가장 효율적인 방법을 찾아 적용하고자 하고자 한다.

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원격탐사와 공간정보를 활용한 국가 재난원인 과학조사 및 재난 모니터링 (National Disaster Scientific Investigation and Disaster Monitoring using Remote Sensing and Geo-information)

  • 김성삼;김진영;김진수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권5_2호
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    • pp.763-772
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    • 2019
  • 전 지구를 주기적으로 관측할 수 있는 고해상 위성의 개발로 국가 재난 전조 모니터링에서 신속한 복구계획 수립에 이르기 까지 원격탐사를 활용한 국가 재난관리 활용 분야는 점차 확대되고 있다. 국립재난안전연구원에서는 태풍 풍수해, 가뭄, 폭설, 지반변위, 열섬 분석, 강우추정 모델 개발 등 위성을 활용한 다양한 재난관리 기술을 개발하고 이를 재난관리 현업에 활용하고 있다. 촌각을 다투는 재난상황에서 적시적인 위성영상 수급 문제가 도전적인 이슈이긴 하나, 국내외 우주개발기구와 재난협의체가 주도하는 전 지구적인 재난에 공동 대응을 위한 국제협력 프로그램 참여를 통해 해소하고자 하고 있다. 이번 특별호에서는 전 지구적인 이상기후와 기후변화로 급변하고 있는 한반도 주변의 재해 재난 사고를 원격으로 조기에 감지하고 모니터링 할 수 있는 인공위성기반의 재해 재난 모니터링 기술개발 현황과 재난 현장에 최대한 접근하여 고정밀의 재난정보수집하는 첨단장비기반의 고정밀 재난정보 센싱 기술개발 현황 등 국립재난안전연구원의 원격탐사와 첨단장비를 활용한 과학적인 재해 재난 사고 관리 기술을 소개하였다.

인지적 사고과정 분석을 통한 주방기구디자인 개발 (The Development of Kitchenware Design through Cognitive Analysis)

  • 김기수
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.287-294
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    • 2016
  • 디자인을 개발하는데 있어 디자인의 계획에서부터 결과물을 도출시키는 전 과정의 디자인행위는 디자이너의 직관적인 관념과 기술적인 능력차이로 이루어지고 있다. 하지만 이러한 작업의 형태가 어떠한 규정된 틀에서 구체적인 방향으로 진행되기보단 개개인의 암묵적 행위 혹은 내재적 직관으로 이루어지고 있음을 디자인 전문가들은 모두가 공감하는 현상이다. 이러한 직관과 경험을 토대로 행해지는 디자인 작업을 합리적이고 과학적인 과정으로 시작하고 결과를 얻는다면 보다 체계적인 디자인작업을 다음단계로 이관 시킬 수 있다. 본 연구는 전문가와 비전문가의 디자인 적용방향을 실험으로 알아보기 위해 주방기구 개발 프로세스의 초기단계인 디자인 스케치과정 내용을 인지과학의 대표적인 질적연구 방법인 프로토콜 분석 방법을 활용하여 디자이너가 어떠한 사고시스템으로 디자인정보처리를 수행하고 작업하는지를 연구하고자 한다. 따라서 이 논문의 범위를 디자인 인지과학의 관련을 이해하는데 가장 기초가 되는 질적 연구방향에서 "주방기구에 대한 초기프로토콜 분석"과 "사고분석에 대한 코드화"에 한정시킬 것이다. 이러한 연구문제를 해결해가는 절차로 선행연구를 고찰하고 인지적인 사고를 체계적인 방법으로 재해석하여 제품의 개발흐름과 교육적 효과를 찾고자 하였다.

1D-CNN을 이용한 항만내 선박 이동시간 예측 (Prediction of Ship Travel Time in Harbour using 1D-Convolutional Neural Network)

  • 유상록;김광일;정초영
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.275-276
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    • 2022
  • 해상교통관제사는 항로폭이 협소한 항만에서 선박 충돌사고 예방을 위해 one-way로 항해하도록 선박의 입·출항 대기 지시를 한다. 현재 해상교통관제사의 입·출항대기 지시는 과학적이고 통계적인 데이터를 기반으로 하지 않고 해상교통관제사의 개인 역량에 따라 편차가 크다. 이에 따라 본 연구에서는 항만에서의 선박 입·출항 대기 지시를 위한 정확한 이동 시간을 예측하기 위해 선박 및 기상 데이터를 수집하여 1d-합성곱신경망 모델을 구축하였다. 제안한 모델이 다른 앙상블 기계학습 모델보다 4.5% 이상 개선된 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 다양한 상황에서도 선박 입·출항 소요시간 예측이 가능하여 해상교통관제사는 선박에게 정확한 정보 제공 및 대기지시 판단에 도움이 될 것으로 기대된다.

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네비게이션 디자인에 있어 성별에 따른 선호 스타일 연구 (Sex Differences in Preference Style for Navigation Design)

  • 김순덕;서종환
    • 감성과학
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    • 제8권3호
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    • pp.221-229
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    • 2005
  • 남자와 여자는 여러 가지 관점에서 많은 차이점을 가지고 있다 그 중에서도 남녀의 인지행동과 관련된 차이는 많은 관심 대상이 되어 왔다 지금까지 많은 연구자들이 남자와 여자 사이에는 인지행동적 차이가 존재함을 주장하며 그에 대한 과학적인 근거와 통계들을 제시하였다. 그러나 현재 디자이너들이 제품이나 웹사이트의 정보구조나 네비게이션을 설계하는 과정에서 남녀 사이의 인지 행동적 차이점은 거의 고려되고 있지 않고 있다. 평가 과정에서도 조사 대상을 남녀로 구분하기는 하지만, 구분 목적도 뚜렷하지 않으며 평가 데이터에서 나타나는 남녀의 차이에 대해서도 이를 설명할 수 있는 근거나 이론이 마련되지 않은 실정이다. 본 연구는 웹 네비게이션을 설계하는 데 있어서 남녀의 차이를 반영하기 위하여 관련된 기초 지식과 근거를 마련하고자 하였다. 특히 네비게이션의 정보 구조에 있어서의 남녀의 선호도를 중심으로 논의를 전개하였다. 우선 다양한 문헌 조사를 통하여 남녀의 일반적인 인지행동적 차이에 대해서 조사하였으며 이를 통해 남자의 인지적 사고방식은 일반적으로 순차적(sequence)이며 단계적인 반면 여자의 인지적 사고방식은 동시적(parallel)이며 임의적인 특성을 보임을 제시하였다. 다음으로 이러한 차이가 실제로 웹 네비게이션의 사용 과정에도 적용됨을 보이기 위하여 관련된 실험을 실시하였다. 우선 동일한 컨텐츠를 가지는 상이한 구조의 웹 네비게이션들을 디자인하였고 이를 남녀로 구성된 실험 대상자들로 하여금 사용하고 평가하도록 하였다. 그 결과 분석을 통하여 남자 실험 대상자들은 여자 실험 대상자들에 비해 좁고 깊은(narrow & deep) 정보 구조의 네비게이션에 대한 선호도가 상대적으로 높으며 반면에 여자 실험자들은 넓고 얕은(broad & shallow) 정보 구조의 네비게이션을 상대적으로 더 선호함을 알 수 있었다. 이와 같은 파악된 남녀 사이의 인지적 차이는 향후에 주사용자 그룹에 따른 보다 적절한 웹 네비게이션을 디자인하는 데 있어서 중요한 지침과 근거로 활용될 수 있을 것이다.

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초등 EPL교육을 위한 스크래치 프로그래밍의 적용 분석 (Applicaton and Analysis of Scratch Programing for elementary EPL Education)

  • 이미현;구덕회
    • 한국정보교육학회:학술대회논문집
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    • 한국정보교육학회 2010년도 하계학술대회
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    • pp.243-249
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    • 2010
  • 2007년 개정교육과정에 의해 초등학교에서 프로그래밍 교육이 실시되어야 하나 여러 현실적인 제약으로 인해 잘 이루어지지 않고 있다. 초등 프로그래밍 교육은 EPL로 실시하는게 적합하며 스크래치 프로그래밍은 개발된지 얼마되지 않았으나 쉬운 인터페이스와 블록을 활용한 구문작성, 멀티미디어적인 요소가 들어있는 결과물을 작성할 수 있는 등의 장점으로 인해 초등프로그래밍 교육에 적합하다. 본 연구자는 초등학교 4학년을 대상으로 1학기 12주간 스크래치 프로그래밍을 지도한 결과를 바탕으로 스크래치 프로그래밍의 지도안과 교육방법을 정리하고 그 결과를 분석하였다. 스크래치 프로그래밍이 학생들의 흥미를 높이고 창의성과 논리성을 향상시키며 과학적 태도를 함양 시키는데 도움을 줄 수 있다는 결과를 얻었다. 초등EPL교육을 위한 스크래치 프로그래밍은 효과적이며 지도할 때 학생들의 선행지식이나 남녀의 흥미도에 의해서도 학업 성취의 편차가 있으므로 수준별 개별학습이 가능하도록 학습 프로그램을 구성할 필요가 있다. 그리고 결과물의 제작에 앞서 충분한 사고와 토의할 시간을 주어 프로그래밍 교육의 목적을 살리도록 해야할 것이다.

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초등학교 영어교과를 적용한 프로그래밍 교육 모델 개발 (A Study on the Development of Programming Education Model Applying English Subject in Elementary School)

  • 허미연;김갑수
    • 정보교육학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.497-507
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    • 2017
  • 그동안의 소프트웨어교육과 타 교과의 연계 융합에 대한 연구는 주로 수학과 과학교과에 편중되어왔다. 이는 학생의 교과에 대한 다양한 선호와 학습 성격 유형 등을 만족시키지 못하여 학습 격차를 유발할 수 있다. 뿐만 아니라, 컴퓨팅 사고를 적용할 수 있는 다양한 융 복합적 문제의 해결과정을 다루어야 함을 감안할 때 바람직하지 않다. 그리하여 기존의 수학과학적 접근에서 벗어난 언어적인 접근인 영어교과와의 연계를 통해 학생들의 다양한 성향과 선호를 포용하고, 영어교과와 소프트웨어교육의 새로운 언어를 배우는 과정과 방법상의 유사점을 접목시켜 교육 효과의 향상을 도모하고자 하였다. 이를 위하여 초등 영어교과와 소프트웨어교육의 교수학습모델 분석을 토대로 연계에 적합하도록 기존의 영어교과와 소프트웨어 교수학습모델을 변형하여 수업모형을 개발하였다. 이후 초등학교 영어교과내용 중 소프트웨어교육에 적용 가능한 학습 요소를 추출하여 개발된 수업모형에 적용한 프로그램을 설계하여 실제적인 학습 활용 방안을 모색하였다.

과학과 행동영역에 대한 과학 교사들의 인식 조사 (Science Teachers' Perceptions of Science Practices)

  • 박현주;정대홍;최원호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.61-77
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    • 2011
  • 이 연구는 과학과 평가에 이용되는 행동 영역에 대한 과학 교사들의 인식을 조사하였다. 행동 영역은 학생들이 과학 지식을 어떻게 이해하고 과학적 탐구를 어떻게 수행하는지에 대한 정보를 알려준다. 연구 참여자는 서울 지역 중, 고등학교에서 5년 이상 근무한 7명의 과학 교사였고, 연구를 위해 국가수준 학업성취도 평가에서 기출된 27문항으로 구성된 구조화된 질문지와 심층 면담이 진행되었다. 질문지와 면담 내용은 동료 연구자와 함께 분석하고 논의하였다. 연구 결과, 과학교사들은 문항에 포함된 소재나 소재의 제시 방법에 근거해 행동 영역을 결정하는 경향이 있었다. 그리고 교사들이 문항 해결에 필요할 것이라고 예상한 정보와 사고 과정에 따라 행동 영역을 다르게 인식 하였으며 또한 행동 영역의 정의와 의미에 대한 이해정도가 달랐다.

소방·방재 R&D 성과분석 연구 (Performance Analysis for Fire Suppression and Disaster Management R&D Projects)

  • Yoon, Jonghyun;Kim, Geunyoung;Lim, Hyeounjoon
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.208-218
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    • 2014
  • 재난 안전사고에 따른 피해액 증가 및 재난 안전 관련 산업의 성장은 소방방재 R&D 사업에 대한 과학적 성과평가의 필요성을 높여 주고 있다. 2004~2011년 동안의 소방방재 R&D 성과분석 결과에 따르면 성과유형에 있어서 학술적 성과와 공공적 성과가 다수를 이룬다. 그리고 연구수행주체와 연구개발단계별로 성과유형의 특성이 있음을 확인하였다. 이와 같은 결과는 연구수행주체별 성과물의 특성과 연구개발단계별 성과물의 특성을 감안하여 연구과제 선정평가 시 적절한 연구수행 주체와 과학기술분야의 선정과 수행 주체별 성과목표 설정의 적절성을 판단하는데 활용할 수 있을 것으로 보인다. 아울러 성과관리를 위한 기초적인 자료로 활용될 것으로 보인다. 향후 이와 같은 소방 방재 특성을 개선하기 위한 방안을 마련하기 위한 연구를 전문적으로 수행할 필요가 있는 것으로 보인다.

한국형도형심리검사 GEOPIA와 MBTI 선호지표간 관계연구 (A Study on the Relational Analysis between GEOPIA and MBTI Preference Index)

  • 오미라;원상봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.325-336
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 인간의 특성에 대한 이해를 돕기 위해 이론적이고 과학적인 방법으로 접근하는 MBTI성격유형검사와 한국형도형심리성격유형검사 지오피아(GEOPIA)에 대한 연관성 및 일치정도를 분석함으로써 도형심리검사 지오피아(GEOPIA)에 대한 타당성과 신뢰도에 대한 기초정보를 제공하고자 함에 있다. 서울, 경기도와 충청남북도, 경상남북도에 거주하는 19세 이상 70세 미만의 성인 남녀를 대상으로 2016년 1월부터 2016년 10월까지 331명을 대상으로 지오피아(GEOPIA)와 MBTI검사를 동시에 실시하였다. 모든 분석은 IBM SPSS 21 for Windows 프로그램을 이용하여 측정도구의 타당도와 신뢰도검증을 위해 신뢰도(Cronbach's ${\alpha}$)값을 산출하였고 각 변수들 간의 평균과 표준편자를 구하였으며, 한국형도형심리 GEOPIA 검사결과와 MBTI 검사결과 관계연구에서는 GEOPIA 성격유형분류에 대해서 일원변량분석을 실시하며, 유의성이 조사된 경우에는 Scheffe의 다중비교에 의한 사후검정을 실시하였다. 모든 분석의 유의수준은 ${\alpha}=0.05$이다. 연구결과, 동그라미유형은 외향(E), 감각(S), 감정(F), 판단(J)형과 유사하며, 세모유형은 외향(E), 감각(S), 사고(T), 판단(J)형과 유사하고, 네모유형은 내향(I), 감각(S), 사고(T), 판단(J)형이 강하고, 에스(곡선)형 점수가 높을수록 내향(I) 직관(N), 감정(F), 인식(P) 성향과 유사한 것으로 나타났다. 동그라미 에스(곡선)형 점수가 높을수록 감정형(F), 인식형(P), 세모 네모형 점수가 높을수록 사고(T), 판단(J), 동그라미 세모형 점수가 높을수록 외향(E), 네모와 에스(곡선)형 점수가 높을수록 내향(I)형과 유사하게 나타났다. 이상의 연구에서 살펴 본 바와 같이 MBTI이론에서의 성격진단과 한국형도형심리 GEOPIA검사 간에 유의미한 연관성이 있음을 확인 할 수 있었다.