본 연구에서는 철골편심가새골조 시스템을 대상으로 다목적최적화기법을 통해 설계를 수행하고 그 결과를 분석하였다. 최적화 설계를 위해 유전 알고리즘의 일종인 NSGA-II를 활용하였다. 여기서, 목적함수는 이율배반적 관계를 갖는 구조물량과 층간변위로 하여 최소화되고, 제약조건에는 구조기준에서 요구하는 내력비, 링크의 회전각 등을 포함하였다. 제약조건은 최적화 알고리즘 내에서 각 항목을 위반할수록 목적함수 값을 크게 증가시키는 벌금함수의 형태를 가지고 있다. 설계기준에서 EBF 시스템의 설계규정은 링크 부재만 항복이 허용되며 나머지 부재는 링크 항복 시 발생되는 부재력을 탄성상태에서 견디도록 의도한 역량설계법에 기초한다. 그러나 최적화를 통해 도출된 결과 중 일부는 구조기준의 설계조항은 만족하지만 특정층 링크에 소성변형이 집중되어 연약층을 형성함으로써 기준에서 의도하는 역량설계의 원칙을 위배하는 결과가 나타났다. 이를 해결하기 위해 모든 링크의 전단 초과강도계수 중 최대값이 최소값의 1.25배를 넘지 않도록 하는 제약식을 추가하였다. 새로운 제약식을 추가한 경우 모든 최적해는 설계기준과 역량설계의 원칙을 준수하는 것으로 나타났다. 모든 설계안에서 보 경간에 대한 링크의 길이비는 전단링크의 범주에 해당하는 10% ~ 14%였다. 전체적으로 설계안들은 링크의 초과강도 계수비가 가장 지배적인 제약으로 작용하였으며, 구조기준의 요구사항 중 층간변위와 내력비 등의 항목에서 허용치에 비해 매우 보수적으로 설계되었다.
본 연구는 Form Parameter를 만족하는 선형 생성 과정을 최적화 과정으로 취급하였다. 목적함수는 fairness 기준을 도입하고 설계변수는 B-spline 곡선의 조정점으로 하며 제약조건은 설계자에 의해서 주어지는 기하학적 형상으로 하였다. 최적화 방법은 GA(Genetic Algorithm)와 최적성 기준(optimality criteria)을 병행하였다.
본 연구에서는 증가분 기반 계산을 사용한 고정점 계산 방법을 제시하고 이에 기반한 새로운 워크리스트 알고리즘을 제시한다. 제시된 방법은 기존의 증가분 기반 계산과 달리 배분 법칙을 만족하지 않는 계산 시스템에도 효과적으로 적용될 수 있으며 증가분 기반 계산으로 인한 제약 조건을 만족하면서도 다양한 워크리스트 스케줄링 방법을 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구의 결과를 프로그램 정적 분석 방법인 요약 해석 방법에 적용하였으며, 이를 사용하여 상수 및 이명 분석과 메모리 생존 분석을 구현하였다. 제시된 실험 결과는 본 연구의 방법이 계산을 실제적으로 절약할 수 있음과, 적절한 워크리스트 스케줄링 방법의 사용이 증가분 기반 계산에서도 중요함을 보여준다.
실시간 데이터베이스 시스템의 트랜잭션은 마감시간과 같은 시간 제약조건을 갖는다. 따라서 트랜잭션은 마감시간 내에 완료되어야 하며 동시에 데이터 일관성 제약조건을 만족해야 한다. 빠른 평균 응답시간 제공을 목표로 하는 기존 데이터베이스 시스템과 달리 실시간 데이터베이스 시스템은 트랜잭션의 마감시간 초과 비율과 마감시간을 초과한 트랜잭션에 의해 발생되는 비용에 의해 평가된다. 따라서 실시간 트랜잭션은 공정성과 시스템 처리율의 저하를 발생시킨다 하더라도 트랜잭션의 중요도 및 마감시간에 따라 스케줄링 되어야 하고, 항상 높은 우선 순위 트랜잭션의 선행 처리가 보장되어야 한다. 본 논문에서는 기존 실시간 스케줄링 알고리즘들이 갖는 문제점을 개선시킬 수 있는 새로운 스케줄링 알고리즘(Multi-level EFDF)과 펌, 소프트 실시간 트랜잭션온 고려한 병행실행제어 알고리즘(2PL-FT)을 제안한다. 또한 성능평가를 통해 2PL-FT와 AVCC방법에 대한 트랜잭션의 재시작 비율 및 마감시간 초과 비율을 비교한다. 이 실험들을 통해 제안하는2PL-FT알고리즘이 기존에 제안된 방법들보다 더 우수함을 보인다.
최근 여러 개의 프로세서 및 메모리를 한 개의 칩에 구현하여 다양한 알고리즘을 구현하는 Multi-Processor System-on-Chip (MPSoC) 설계가 가능해지면서, 프로세서 간 interconnection을 최적화 하는 문제가 중요해졌다. Application에 따라서 최적 interconnection이 다르기 때문에, 체계적으로 다양한 사양에 적합한 interconnection 구조를 설계하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 프로세서가 4~16개 정도인 MPSoC application에서는 버스 구조가 적절한 점에 주목하여, 간단한 arbitration이 특징인 Single Arbitration Multiple Bus Accesses (SAMBA) 형 버스 구조를 이용하여, 다양한 application에 대한 성능 제약 조건을 만족하는 저비용 버스 구조를 찾는 새로운 방법을 제안하였다. 다양한 Application을 실험에 이용하여, 제안한 방법으로 성능 제약 조건 내에서 저비용 버스 구조를 찾았다. 같은 성능으로 최적화 전의 구조에 비해서 버스 분할에 필요한 로직 사용이 경우에 따라 약 50% 이상 감소한다. 또한 다양한 성능 조건에 대한 저비용 버스 구조를 찾을 수 있었다.
산업용 실시간 시스템에서 사용되는 디지털 제어기는 상호 작용하는 주기적 태스크들로 이루어져 있다. 이러한 태스크들은 최대 수행 주기 (maximum activation periods)를 제약조건으로 가짐으로써, 요구되는 제어특성을 유지한다. 그러므로 실시간 시스템을 개발하는데 있어 필수적인 단계는 각각의 태스크에 게 자원 이용률을 최소화하면서 최대 수행 조건을 만족시킬 수 있는 고정된 주기를 할당하는 것이다.[1] 각각의 태스크간의 생산자/소비자(producer/consumer)관계를 나타내주는 태스크 그래프와 자원 요구량, 그리고 주기에 대한 범위제한이 주어진다면 주기 할당 문제는 비선형 최적화 문제가 된다. 이 논문에서는 최적해의 자원이용률의 두 배를 넘지 않는 해를 찾을 수 있는 선형 수행시간의 근사 알고리즘을 제시한다. 실험 결과에서 알 수 있듯이, 제안된 알고리즘은 대부분의 경우 최적해에 매우 근접한 해를 가지게 된다.
본 논문에서는 열 두가지의 가능한 지지조건을 갖는 연속 곡평면 2방향 슬래브 시스템에 대하여 실용적이고 간편한 수치해석과 최적 설계 방법을 제시하였다. 얇은 곡평판의 탄성이론에 의하여 유도된 설계모멘트 계수를 이용하여, 구조해석을 하는 수치해석 방법을 본 연구에서는 사용하였다. 최적화의 결과는 한계상태 설계법에 의해서 정의된 feasible 영역내에서 결정되도록 유도하였으며 슬래브의 주재료 경비함수를 변형시켜 유도한 목적함수는 한계상태 설계의 규정에 따라 역학적 거동의 문제와 사용성 제약조건을 모두 만족하연서 최적화에 이르도록 하였다. 형성된 최적화 문제는 고차의 비선형 문제로 유도 되었으며 이 비선형 최적화 문제를 연속 선형계획법을 이용하여 해석하므서 슬래브의 유효깊이와 중간대 및 주열대의 단위폭당 변형시킨 철근비들의 최적 설계변수들을 구하였다.
전력계통이 점점 더 복잡해지고 광역화됨에 따라서 최적조류계산(Optimal Power Flow:OPF)은 전력계통에서 여러 가지 제약 조건을 만족하면서 경제적이고 안전하게 계통을 운영하기 위한 기법으로 더욱 중요성이 커지고 있다. 종래의 계산방법에는 비선형 계획법, 선형계획법 같은 수치해석적인 방법을 사용하였다. 그러나, 이러한 방법들은 전역 최적해를 구하기 위해서는 목적함수가 convex해야 한다. 또한, 계통 규모가 클 경우, 최적해 수렴이 안 되거나 수렴이 되더라도 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 최근에는 이러한 문제를 극복하고자 여러가지 진화연산기법들이 최적조류계산 문제에 적용되고 있다. 본 논문에서는 PSO알고리즘을 여러 개선된 형태로 비교 연구하여, 제안한 방법중 가장 최적화된 결론을 도출하기 위하여, IEEE 30,118 모선 계통의 최적조류계산 문제에 적용하였다.
기존에 널리 이용되고 있는 일회용 용기가 가지고 있는 환경 오염 문제로 인하여 천연 고분자로 만들어진 생분해성 일회용 용기의 사용이 점점 증가하고 있다. 본 논문에서는 생분해성 용기 제작시 중요한 단계인 양품 및 불량품 판정을 위하여 비젼 시스템으로부터 획득된 용기 이미지로부터 용기 내부면 및 테두리에서 발생하는 결함을 검출하는 알고리즘을 제안한다. 구현한 시스템을 통한 실험 결과 제안한 알고리즘은 실시간 제약 조건을 만족시키면서 다양한 형태의 결함을 효과적으로 검출하였다.
최적조류계산은 전력계통에서 여러가지 제약 조건을 만족하면서 경제적으로 계통을 운영하기 일한 기법이다. 종래의 최적조류계산 방법은 주로 선형계획법, 비선형계획법 같은 수치해석적인 방법을 사용하였다. 그러나, 이러한 방법들은 전역 최적해를 구하기 위해서는 목적함수가 convex해야 한다. 또한 계통 규모가 클 경우, 최적해 수렴이 안되거나 수렴이 되더라도 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 최근에는 이러한 문제를 극복하고자 여러 가지 진화연산기법들이 최적조류계산 문제에 적용되고 있다. 본 논문에서는 최근에 등장한 PSO알고리즘을 이용한 최적조류계산 기법을 소개하고 테스트 계통을 대 상으로 그 적용가능성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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