본 연구에서는 기저역행렬의 계산방법에 따른 효율적인 자료구조를 실험적으로 검토하고, 입력자료방식과 효율화 방법을 제안하여 구현하였다. 기저역행렬의 계산방법에 따른 효율적인 자료구조는 명시형에서는 연결리스트 방식이 유리하였으며, 상하분해형에서는 연결 리스트 방법과 Gustavson 방법이 비슷한 효율을 보였다. 새로운 비영요소의 도입이 많은 경우일수록 연결 리스트가 효율적인 자료구조인 것으로 분석된다. 그리고 MPS자료의 입력방식과 효율화 방안에서는 각 열별로 행 정렬을 실시하고 해싱(hashing)함수를 도입하여 효율화를 기하였다.
본 논문에서는 구형 공동의 포텐셜 그린 함수를 효율적으로 계산할 수 있는 기법을 제시하였다. 일반적으로 매우 느리게 수렴하는 구형 공동 그린함수에 Ewald 합 기법을 적용함으로써 매우 빠르게 수렴하는 두 급수의 합으로 그린함수를 변환하였다. 그 결과 매우 적은 수의 계산항만 사용한 경우에도 충분히 수렴하는 정확한 결과를 얻을 수 있다.
특정 영역에 낙하하는 파편에 대한 계산은 파편의 개수가 증가할수록 계산량이 급격히 늘어나기 때문에 많은 자원이 소비된다. 이러한 파편의 낙하 대한 계산은 각각의 파편이 서로 영향을 받지 않기 때문에 일반적으로 CPU나 GPU를 활용하여 병렬로 연산을 수행할 수 있다. 이 논문에서는 특정 영역에 낙하하는 파편을 효율적으로 계산하기 위한 GPU 기반의 파편 낙하 계산 설계 모델을 제안한다. 이 모델은 공중의 특정점에서 폭파한 물체의 파편 방향을 계산한 후, 해당 방향으로 이동한 각각의 파편들이 떨어지는 방향에 대해 트리형식으로 계산을 반복적으로 수행해 최종 낙하 위치를 도출한다. 제안하는 방법은 GPU를 활용하여 파편의 낙하 영역을 사진트리를 통해 하향식(top-down)으로 계산하므로 넓은 영역에 대해 효율적으로 낙하점을 계산할 수 있다.
대량의 영상데이터베이스에서 질의영상에 대한 유사영상을 검색할 때의 유사도 계산을 위한 시간소모는 영상의 실시간 검색효율을 저하시키는 요인이 된다. 본 논문에서는 키영상(key image)을 이용하여 영상데이터베이스의 각 영상과 키영상의 유사도를 미리 계산해 둠으로써 질의영상과 데이터베이스 영상간의 유사도 계산시간을 단축시킨다. 그리고 검색효율을 높이기 위해 1차적으로 칼라특징으로 유사영상들을 분류한 후, 1차 분류된 영상들만을 대상으로 계층적으로 질감특징값으로 영상을 비교함으로써 검색효율을 상승시킨다. Oracle 데이터베이스 상에서 본 계층적 내용기반 영상검색시스템을 구현하였다.
Neural network연구는 뇌로부터 얻은 아이디어를 공학적으로 응용하려는 생각을 바탕으로 뇌의 구조와 유사한 mechanism에 의한 정보처리장치의 기초가 되는 정보처리의 양식 확립과 함께 그 정보처리 양식을 구체적으로 각각의 정보처리 문제에 응용하기 위한 응용기술을 연구하는 것이다. Neural network의 계산 기능적 특성은 병렬처리, 학습 및 noisy한 정보의 효율적처리 등으로써 특히 pattern인식 문제에 효율적으로 응용될 수 있다. 본 논문에서는 neural network의 역사적 고찰과 기존의 model들을 살펴보고 새로운 계산 구조와 계산 방식을 가진 neural network의 응용분야를 살펴 봄으로써 기존의 AI 기법으로 해결하기 어려운 pattern recognition(image,문자,speech등), robot vision 및 control 등 여러가지 문제에 효율적으로 적용가능함과 neural network의 앞으로의 전망에 대하여 기술한다.
최대 엔트로피 스펙트럼 분석 (Maximum entropy spectral analysis)에 관한 Burg알고리즘 (algorithm)의 계산효율과 안정성에 대하여 검토하였다. Burg의 방법은 Yule-Walker의 방법보다 계산효율이 낮을 뿐만 아니라 그의 수학적 불합리성으로 인하여 간혹 불안전할 때가 있다. 이러한 불합리성을 인공 시계열의 해석을 통하여 증명한 후 보다 안정하고 효과적인 방법을 소개하였다. 또한 파워 스펙트럼밀도 (Power spectral density)의 계산에서 Goertzel알고리즘을 이용하는 효율적인 방법도 소개하였다.
[$n\timesn$] 불리언 행렬의 집합에서 동치관계를 이용하여 정의된 D-클래스는 개인키나 공개키 암호기술에 사용될 수 있는 가능성을 가지고 있다. 그러나 NP-완전 문제인 계산 복잡도로 인해 D-클래스의 효율적인 계산이 어려워 극히 제한된 크기의 행렬에 대한 D-클래스만이 알려져 있다. D-클래스를 효율적으로 계산하기 위해서는 수식변환, 병렬처리, 순환문 개선 등을 통해 알고리즘을 개선하여야 한다. 본 논문은 D-클래스의 효율적 계산을 위해 공유메모리 기반의 병렬 처리에 적합하도록 수식의 대수적 변환을 이용한 알고리즘의 설계라 실행 결과에 대해 논한다.
스카이라인 질의는 사용자의 선호도를 고려하여 무수히 많은 데이터로부터 사용자에게 유용한 정보만을 반환한다. 스카이라인을 효율적으로 계산하기 위한 많은 방법들이 연구 되었지만, 그 중에서도 스카이라인질의 기능이 제공되지 않는 일반적인 데이터베이스로부터 스카이라인을 계산할 수 있는 최적의 알고리즘인 Sort and Limit Skyline Algorithm(SaLSa)이 있다. SaLSa는 정렬된 데이터와 정지점의 활용으로 전체 데이터 중 일부만 읽으며 스카이라인을 구할 수 있다. 정지점을 중간에 계산하는 SaLSa는 정지점의 기능을 충분히 활용하지 못한다. 본 논문에서는 정지점을 미리 계산하여 정지점의 제거기능을 최대화시킨 효율적인 스카이라인 알고리즘 Skyline with Transformation(SWT)을 제안하고, 실험을 통해 SWT가 SaLSa에 비해 데이터 제거 효과 및 스카이라인 질의 처리 속도가 우수함을 검증한다.
본 논문은 일차원의 시계열 데이터를 입력을 하여 위상공간 재구성 과정을 거쳐 다차원 위상공간상에서 프랙탈 차원을 계산하는 효율적인 방법을 제안한다. 프랙탈 차원의 추정에 소요되는 계산량을 줄이기 위해 로그 연산을 비트 연산으로 대체하고, 거리계산의 순서를 바꿈으로써 위상공간의 차원에 무관한 상수 시간의 계산복잡도를 가지는 알고리즘을 구현하였다. 또한 최소절단자승 추정기법을 적용하여 로그-로그 그래프 상에서의 기울기 추정을 함으로써 프랙탈 차원의 추정치에 대한 정확도를 높였다. 참값이 알려진 시계열 데이터에 대한 차원 추정 실험을 통하여 제안된 방법의 정확성을 보였다.
D-클래스는 보안에 응용될 수 있는 가능성을 가지고 있으나 D-클래스의 계산은 NP-완전문제로서 행렬크기 증가에 의한 연산 량 증가 문제 해결을 위해 병렬 컴퓨팅 환경에서의 병렬 알고리즘 설계 및 구현이 필요하다. 본 논문은 그리드 컴퓨팅 환경에서의 D-클래스 계산을 위해 Globus 가 설치된 클러스터를 구축하고. MPICH를 이용 효율적인 D-클래스 계산 알고리즘을 설계 및 구현, 실행 결과 그리고 연산 량을 줄일 수 있는 수식 연구와 연구한 수식에 기반한 순차 알고리즘을 논한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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