• 제목/요약/키워드: 행렬대수

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중등 정보과학 영재 사사지도 행렬중심 교수학습 자료 개발 (Development of a Matrix-focused Instructional Materials for Personal Education for the Gifted Middle School Students of Computer Science)

  • 이형봉
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.139-155
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    • 2011
  • 최근 몇 년 사이, 학부모는 물론 국가 차원에서 영재 교육에 대한 관심이 높아짐에 따라 영재 교육에 관한 많은 연구들이 발표되고 있다. 그러나, 그들 대부분의 초점이 개괄적이고 총론적인 관점에서 영재 교육 프로그램의 구축, 운영, 관리, 평가 등에 있고, 정작 교육 프로그램의 성패와 직결되는 구체적인 교수학습 주제를 다루는 연구는 극히 드물다. 오늘날 영재교육의 필요성이나 효율성이 재론되고 있는 원인 중의 하나는바로 영재 교육의 특수성들이 고려된 영역별 훌륭한 교육 시나리오의 빈곤에 있음을 부인할 수 없다. 따라서, 이 연구에서는 중등 정보과학 영재 사사 지도과정에서 적용되었던 탐구 내용을 소개함으로써 정보분야 영재교육을 위한 교수학습 자료 개발에 작은 보탬이 되고자한다. '컴퓨터과학에서 행렬의 필요성과 활용'이란 주제의 이 교수학습 자료는 중등 수학의 1차 연립방정식 풀이 과정을 기반으로 창의적 문제 발견 및 해결을 유도하도록 구성되었고, 수학과 컴퓨터 과학과의 긴밀한 연계성 및 선형대수학의 기초 개념 이해에도 유익하다.

대규모 비선형 시스템의 새로운 계층별 최적제어 (A New Approach for Hierarchical Optimization of Large Scale Non-linear Systems)

  • 박준훈;김종부
    • 전자공학회논문지T
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    • 제36T권2호
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    • pp.21-31
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    • 1999
  • 대규모 시스템 제어와 관련하여 몇 개의 부시스템으로 분할하여 처리하는 계층별 제어이론이 많이 연구되어 왔으며 특히 치수가 높은 대규모 비선형 시스템의 경우에 고차의 비선형 미분방정식을 동시에 적분을 해야하고 많은 계산량을 필요로 하므로 해를 구하기가 어려운 문제가 있다. 1980년대 Singh과 Hassan은 상호예측 알고리즘(two level prediction algorithm)을 제시한바 있고 이 방법은 비선형 대규모 시스템의 최적제어에 효과적이나 시스템 행렬 Q, R, S, H에 따라 제한된 최적화 구간에서만 성립되는 등 최적화 구간의 길이와 수렴성 여부가 행렬 값에 영향을 받는 알고리즘상의 단점이 있다. 본 연구에서는 수렴조건으로부터 평가함수에 구속조건(quadratic penalty term)을 부여하지 않는 새로운 개선된 알고리즘을 제시 적용하여 시스템 행렬 결정을 위한 과정 없이 수렴속도의 향상과 함께 최적의 수렴성 및 최적화 구간을 얻도록 했다. 분할된 비선형 시스템의 최적제어를 위해서는, 대수 반복연산만으로 2점 경계치 문제(two point boundary value problem)를 해결함으로써 기존의 수치 해석법에 비해 연산이 간단한 블록펄스 변환 방법을 사용해서 처리했다.

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혼돈함수와 기본 행렬 연산을 이용한 영상의 암호화 (Image Encryption using the chaos function and elementary matrix operations)

  • 김태식
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.29-37
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    • 2006
  • 오늘날 컴퓨터 네트워크의 발전과 휴대통신의 광범위한 보급으로 연예 오락, 영상 문화콘텐츠, 전자상거래 또는 의료분야에 이르기 까지 멀티미디어 자료의 응용은 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나 실제 이들 자료들이 발달된 통신망을 통하여 효율적으로 전파, 활용되기 위해서는 무엇보다도 이들을 저장하거나 전송하는 과정에서 충분한 안정성이 전제되어야 할 것이다. 이를 위하여 오늘날 많은 암호화 방법들이 개발되어 응용되고 있다. 그러나 대부분 원문에 대한 자료를 텍스트에 기반으로 하게 됨으로, 영상과 같이 자료의 양이 방대하고 실시간 처리하는데 제약이 존재하는 멀티미디어 자료에 직접 적용하기는 문제점이 많다. 이에 본 논문에서는 먼저 복잡성과 초기 조건에 대한 민감성 등 카오스적 특성을 지닌 Logistic 함수를 이용한 암호화 기법을 도입하고 다음으로 비트평면상에서 Boolean 행렬의 기본 연산을 이용한 대수적 암호화 알고리즘을 수행함으로써 효과적인 영상 암호화 방법을 제시하였다.

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평면대수곡선을 기반으로 한 스테레오 비젼 (Stereo Vision based on Planar Algebraic Curves)

  • 안민호;이정림
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제27권1호
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    • pp.50-61
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    • 2000
  • 최근 원추곡선에 기반한 스테레오 비젼에 대한 연구가 주목을 받고 있는데, 이는 원추곡선이 행렬표현, 대응관계설정의 용이성, 그리고 실세계에서 쉽게 찾을 수 있다는 좋은 성질을 갖는다는 점에서 당연한 현상이라 여겨진다. 하지만, 일반적인 고차의 대수곡선에 대한 확장은 아직 성공적으로 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 기약인 대수곡선 (irreducible algebraic curve)은 실세계에서 많지 않지만, 직선과 원추곡선은 무수히 많고, 따라서 이들의 곱으로 주어지는 높은 차수의 대수곡선도 무수히 많다. 본고에서는 2이상의 임의의 차수를 가지는 대수곡선을 calibration된 두 대의 카메라를 가지고 스테레오 문제를 푼다. 대응관계설정과 복원, 두 가지 문제 모두에 대한 closed form solution을 제시한다. $f_1,\;f_2,\;{\pi}$를 각각 두 이미지 곡선, 공간상의 평면이라 하고, $VC_P(g)$를 평면곡선 g와 점 P로 만들어지는 원추곡선이라 하면, $VC_{O1}(f_1)\;=\;VC_{O1}(VC_{O2}(f_2)\;∩\;{\pi})$ 의 관계를 이용하여 미지수인 평면 ${\pi}$의 계수들, $d_1,\;d_2,\;d_3$에 대한 다항 방정식들을 얻을 수 있다. 약간의 변형을 통하여 $d_1$에 대한 다항 방정식을 얻을 수 있고, 이 방정식의 유일한 양수해는 나머지 과정에서 매우 중요한 역할을 한다. 그 이후에는 $O(n^2)$개의 일변수 다항식에 대한 계산만으로 모든 스테레오 문제를 해결한다. 이는 과거의 여러 개의 다변수 다항식의 공통근을 구해야 했던 방법에 비교된다. synthetic 데이터와 실제 이미지에 대한 실험은 우리의 알고리듬이 옳음을 보여준다.

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충격하중을 받는 시스템의 케인 방법을 이용한 다물체 동역학 해석 (Dynamic Analysis of Multibody Systems Undertaking Impulsive Force using Kane's Method)

  • 김상국;박정훈;유홍희
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.169-176
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    • 1998
  • A method for the dynamic analysis of multibody systems undertaking impulsive force is introduced in this paper. A partial velocity matrix based on Kane's method is introduced to reduce the number of equations to be solved. Only minimum number of equations of motion can be obtained by using the partial velocity matrix. This reduces the computational effort significantly to obtain the dynamic response of the system. At the very moment of the impulse, instead of using the numerical integrator to solve the equations of motion, the impulse and momentum principle is used to obtain the dynamic response. The impulse as wall as the reaction force acting on the kinematic joints can easily calculated too.

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선형 조합을 통한 일반화된 미디언 필터 (Linear Combination of Median Filter)

  • 최강선;김남형;최병두;고성제
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.565-568
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    • 2001
  • 이 논문에서는 미디언 필터의 선형 조합을 통해 임의의 주파수 특성을 갖는 필터 구조와 그 설계 방법을 제안한다. Linear-phase FIR 저대역통과 필터의 홀수번째 필터 계수의 부호를 바꾸면 FIR 고대역 통과 필터를 얻을 수 있는데, 이것은 필터 계수의 부호가 모두 양수인 두 개의 부분 필터의 차와 같은 모양을 가진다. 이 과정을 일반화하여 비선형 필터에 적용하면 LCWM(linear combination of median filter)필터는 가중 미디언 부필터(sub-filter)의 선형 조합으로 구성된다. 이는 선형 대수학에서 어떤 공간상의 임의의 벡터가 그 공간의 기저 (basls) 벡터들의 선형 조합으로 표현된다는 사실과 유사하다. 따라서 부필터의 필터 계수를 기저 벡터로이용하여 얻어지는 기저 행렬과 필터의 주파수 특성을 조절하는 계수 벡터를 구함으로써 LCWM 필터를 설계할 수 있다. 제안된 필터 설계 방법을 이용하면 특정 주파수 특성을 가지는 FIR 필터와 유사한 특성을 갖는 비선형 필터 구조를 만들 수 있다. LCWM 필터는 고대역 통과, 저대역 통과, BP(band-pass), BS(band-stop)의 임의의 주파수 특성을 가지는 필터로 설계될 수 있음이 실험을 통해 확인되었다.

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연직축대칭(鉛直軸對稱) 부유체(浮遊體)의 동적응답(動的應答) (Dynamic Response of Vertical Axisymmetric Floating Bodies)

  • 편종근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.113-124
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    • 1984
  • 연직축대칭(鉛直軸對稱) 부유체(浮遊體)의 동적응답(動的應答)을 Fenton의 계수행렬(係數行列)을 수정(修正)하여 구(求)하여 보았다. 축대칭(軸對稱) 관계로 계산시간(計算時間)을 대폭(大幅) 줄일 수 있었으며 Hoffman의 Discus Buoy에 대한 모형실험치(模型實驗値)와 비교(比較)하였다. 앞으로 Tension Leg Platform등과 같은 대수심(大水深) 대형(大型) 구조물(構造物)의 동적응답(動的應答)을 계산(計算)하기 위한 초석(礎石)이 될 것이다.

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(Max, +)-대수를 이용한 3-노드 유한 버퍼 일렬대기행렬에서의 대기시간 분석 (Application of (Max, +)-algebra to the Waiting Times in Deterministic 3-node Tandem Queues with Blocking)

  • 서동원
    • 한국경영과학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.73-80
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    • 2005
  • In this paper, we consider characteristics of waiting times in s1n91e-server 3-node tandem queues with finite buffers, a Poisson arrival process and deterministic service times at all nodes. There are three buffers : one at the first node is infinite and the others are finite. We obtain the fact that sojourn time or departure process is independent of the capacities of the finite buffers and does not depend on the order of service times, which are the same results in the literature. Moreover, the explicit expressions of stationary waiting times in all areas of the systems can be derived as functions of the finite buffer capacities. We also disclose a relationship of waiting times in subareas of the systems between two blocking policies communication and manufacturing. Some numerical examples are also provided.

루프 알고리즘으로부터 정규순환방정식 유도를 위한 자료흐름 분석 (Data Flow Analysis for Deriving Uniform Recurrence Equation from Loop Algorithms)

  • 구교민;하경주;유기영
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제26권2호
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    • pp.145-154
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    • 1999
  • 본 논문에서는 주어진 문제의 루프 알고리즘으로부터 시스톨릭 어레이 구현이 용이한 정규 순환 방정식으로의 자동적 유도를 위한 대수적인 방법과 조건을 제시하였다. 이를 위하여 계산점 집합과 순차 정렬 벡터를 구하고, 행렬의 커널을 이용하여 자료 흐름 벡터를 찾았으며, 정규 파이프라이닝 가능성 조건을 제시하였다 그리고 각 계산점에 대한 배열 원소의 초기 입력 위치를 구하였다. 본 논문에서 제시된 방법을 사용하면 주어진 루프 알고리즘을 정규 순환방정식으로 자동적으로 유도 할 수 있으며, 주어진 알고리즘이 정규 순환 방정식으로 유도될 수 있는지를 검사할 수 있다.

이산형 시스템에서의 최소차수의 관측자를 이용한 최적 레귤레이터의 개발 (A Design for Reduced-Order Observer Based Optimal Regulator in the Discrete System)

  • 김한실
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권3호
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    • pp.47-56
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    • 1999
  • 제한된 출력 즉 오차 측정된 출력 값만을 사용하여 원하는 목표치에 도달하도록 하는 제어 문제를 푸는데 많은 연구가 진행되어 왔다. 종종 그러한 제어기를 설계할 때 해를 구하기 어려운 Non Linear Two Point Boundary Value Problem에 직면하게 된다. 특히 Reduced order 추정자 알고리즘은 백색 잡음에 의하여 영향을 받은 선형 시스템의 측정된 상태 뿐 만 아니라 보조 상태를 추정하기 위하여 개발되었다. 추정자를 설계할 때 상태는 무편향성이고 추정자의 편차는 추정자 및 추정상태와 공통되는 상태에 대한 모든 출력의 subspace에 수직이 된다. 특히 reduced order에서의 필터 성능은 full order에서의 필터 성능에 대해 suboptimal 이지만 상응한 Riccati equation을 푸는데 계산시간이 줄고 memory사용이 적은 이점이 있다. 본 논문에서는 Kronecker algebra와 선택행렬을 이용하여 Non Linear Two Point Boundary Value Problem을 Linear Two Point Boundary Value Problem으로 변환시켜 부수적으로 수반되는 대수적인 Riccati equation을 유도함으로써 문제를 쉽게 해결하는데 있다.

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