순열 조합의 문제는 내재된 의미 구조에 의해 선택, 분배, 분할의 세 가지의 유형으로 분류될 수 있다. 본 연구에서는 순열 조합의 연산과 문제 유형의 변인이 문제의 난이도에 미치는 영향을 분석하였다 그리고 문제 이해과정에서의 오류를 순서, 중복, 대상의 구별, 같은 것이 있는 순열, 상자의 구별, 분할의 조건, 기타로 분류하고 이해 단계의 장애를 구체적으로 분석하였다. 연구 결과, 순열 조합 연산과 문제의 유형은 난이도에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 학생들에게 선택, 분할, 분배 문제간의 변환은 쉽지 않으며 순열 조합의 문제에서 학생들이 겪는 어려움 중 하나는 바로 문제 유형의 차이에서 비롯된다는 것을 알 수 있었다. 또한 현 교과서에서는 선택, 분배, 분할을 고려한 다양한 문제 유형이 부족한 것으로 나타났다. 따라서 순열 조합의 지도에 있어 문제 유형을 활용하여 다양한 의미 구조의 문제를 제시하고, 공식위주가 아닌 문제 상황을 충분히 이해하고 이에 대한 해법을 변형, 확장하는 경험을 강조하는 것이 필요하다고 하겠다.
본 연구에서는 조합등식의 증명에서 조합적 논증을 이용한 증명방법과 기존의 수학교과서에 제시된 증명방법을 비교하고 조합등식에서 조합적 논증을 이용한 문제해결 전략을 유형별로 분류하여 제시하고자 한다. 이를 통해서 조합적 논증을 이용한 조합등식의 탐구활동을 교수 학습과정에 활용하고, 심화 학습 자료를 개발하는데 기초 자료가 될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 진화 알고리즘에 기반하여 조합 최적화 문제를 해결하고자 한다. 진화 알고리즘은 대규모 문제 공간에서 최적화 문제를 해결하는데 적합한 알고리즘이다. 본 논문의 조합 최적화의 예는 경수로 원자로로부터 나온 폐연료를 중수로에서 재사용하는데 필요한 폐연료의 조합 문제이다. 이와 같은 조합 최적화 문제는 0/1 knapsack 문제와 같이 NP-Comprete 문제에 해당한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 고전적인 진화 알고리즘의 전략에 기반하여 랜덤 연산자를 이용하여 평가 함수 값이 좋은 방향으로만 탐색을 수행하는 방법, 그리고 벡터 연산자를 이용하여 최적의 해를 보다 빨리 얻을 수 있는 휴리스틱을 사용하는 방법이 있다. 본 논문에서는 중수로 연료 조합 문제 영역의 모든 지식을 벡터화하여 벡터의 연산만으로 가능성 검사, 해를 평가하는 방법을 소개한다. 또한 벡터 휴리스틱이 고전적인 진화 알고리즘에 비해 어느 정도의 성능을 보이는지 비교한다.
본 논푼에서는 경수로 원자력 발전소의 사용 후 핵연료를 중수로의 핵연료로 재사용하기 위해 사용 후 경수로 핵연료의 최적 조합을 찾는데 진화 알고리즘(Evolutionary Algorithm)을 이용하여 해결해 보고자 한다. 진화 알고리즘은 대규모 문제 공간에서 최적화 문제를 해결하는데 적합한 알고리즘이다. 사용 후 경수로 핵연료에는 중수로에서 사용할 수 있는 유용한 원자들을 많이 포함하고 있지만 핵연료 봉마다 그 함량이 다양하고, 중수로 연료가 되기 위한 제약 조건 때문에 최적 조합 전략이 펼요하다. 사용후 핵연료의 조합 문제는 알고리즘 분야에서 대표적인 조합 최적화 문제인 0/1 Knapsack문제와 같이 Non-Polynomial (NP) Complete문제에 해당한다. 이러한 문제를 해결하기 위해셔는 고전적언 전화 알고리즘의 전략에 기반하여 랜덤 연산자를 이용하되 평가 함수 값이 좋은 방향으로만 탐색을 수행하는 방법이 있으나 이것은 탐색의 효율면에셔 좋지 않다. 따라서 본 연구에서는 벡터 연산자를 이용하여 최적의 해를 보다 빨리 얻을 수 있는 휴리스틱을 사용하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 경수로 핵연료 조합 문제 영역의 모든 지식을 벡터화하여 벡터의 연산만으로 가능성 검사, 해를 평가 하는 방법을 소개한다. 또한 벡터 휴리스틱이 고전적인 진화 알고리즘에 비해 어느 정도의 성능을 보이는지 비교한다.
n개의 원소로 이루어진 집합 S에서 r개의 원소를 선택하여 만들 수 있는 모든 조합을 평가하여 최적의 조합을 찾아내는 것은 많은 공학적 문제를 일반화하여 풀 수 있는 방법이다. 조합 전수조사 알고리즘은 경우의 수가 매우 크거나 각 조합을 평가하는데 많은 시간이 소요될 경우 알고리즘의 수행 속도가 급격히 저하되는 문제가 있다. 본 논문은 CUDA를 이용하여 각각의 조합을 GPU상의 스레드에서 병렬적으로 평가하는 기법을 제안한다. 실험 결과는 GPU상에서 동작하는 병렬적인 알고리즘이 CPU상에서 동작하는 순차적인 알고리즘에 비해 최대 약 900배의 성능 향상이 있음을 보인다.
협동조합기본법이 시행되고 농업 부문에서 협동조합 법인들이 활발하게 설립되고 있다. 이들 '농업 분야 협동조합'은 법률적 의미의 농업법인으로 인정받지 못하고 있다. 협업적 농업을 추구한다는 점과 1인 1표제로 대표되는 민주적 의사결정의 원칙을 따른다는 점에서, '농업 분야 협동조합'과 농업법인의 일종인 영농조합법인의 기원, 조직 구성 및 운영의 원리, 조직의 목적 등이 유사하거나 동일한 부분이 많다. 그럼에도 '농업 분야 협동조합'이 농업법인으로 인정되지 않기 때문에 현실에서는 법률적 형평성 문제가 여럿 제기될 수 있다. 두 유형의 법인들 사이에 발생할 수 있는 형평성 문제를 '농지 소유 및 이용에 관한 권리', '조세 감면 조치의 대상', '농업 정책의 대상 자격 및 규제 특례'라는 세 측면에서 살펴보았다. '농업 분야 협동조합' 법인을 농업법인의 일종으로 간주하여 형평성 문제를 완화하는 법제 개선이 필요하다. "농어업 농어촌 및 식품산업기본법"과 "농어업경영체 육성 및 지원에 관한 법률"을 비롯하여 수십 종의 관련 법률과 그 하위 시행령, 시행규칙, 행정지침 등을 개정해야 한다.
지난 10년 동안 유전 알고리즘은 어렵고 복잡한 다양한 문제들을 해결하기 위한 새로운 방법으로 인식되어왔다. 이러한 유전 알고리즘의 성능은 알고리즘 내에 구현되는 여러 연산자들에 좌우된다. 따라서 많은 연구자들이 새로운 연산자 개발에 관심을 가져 왔었다. 특히, 가장 널리 알려진 조합최적화 문제 중에 하나인 알려진 traveling salesman problem (TSP)의 경우 NP-hard문제로 분류되어 현재까지 이를 해결하기 위한 다양한 유전 연산자들이 개발되어 왔었다. 따라서 본 논문에서는 TSP 문제를 test problem로 이용하여 이를 해결하기 위한 새로운 유전 연산자 특히 교차 (Crossover Operator) 연산자들을 제안하고 기존의 다양한 연산자들과 비교를 통해서 성능을 입증한다.
본 연구는 순열과 조합 영역에 관한 동료의 문제 만들기 과제를 평가하는 과정에서 나타난 예비교사의 주목하기를 분석하는 데 목적을 두었다. 이를 위해, 중등 예비교사 46명을 대상으로 순열과 조합에 관한 실생활 문제 만들기 과제를 수행하도록 하였고, 동료의 수학 과제를 임의로 배정하여 평가하도록 하였다. 수집된 자료를 분석한 결과, 예비교사들은 동료가 만든 수학 문제의 난도에 가장 주목하는 모습이 확인되었고, 특히 난도를 높이기 위해 조건 사용에 주목하는 경향이 있었다. 뿐만 아니라, 예비교사들은 질문과 풀이의 명확성, 문제의 독창성, 맥락의 수학 개념 간의 자연스러운 연결, 수학 개념 간의 융합에 주목하는 모습이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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