• 제목/요약/키워드: Programming Processes

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학생중심의 대학 이산수학 강의 운영사례 (Student-Centered Discrete Mathematics Class with Cyber Lab)

  • 이상구;이재화
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.1-19
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    • 2019
  • 본 연구는 학생이 학습과정(learning process)에 능동적으로 참여하여, 능력을 향상하며, 자신감을 갖고 학생성공(student success)이라는 궁극적인 목표에 도달하는 것을 목표로 한 기초수학 특히 이산수학 강좌의 운영사례를 다룬다. 이를 위해 첫째, 본 연구진에 의해 개발/제작된 강의록과 사이버실습실을 미리 제공하였다. 둘째, 이를 바탕으로 학생들이 학습관리 시스템(learning management system)을 통해 예습, 복습, 질문, 답변, 토론을 충분히 할 수 있도록 하였으며, 팀별로 기말 프로젝트에 참여하게 하였다. 셋째, 한 학기 동안의 모든 학습과정을 보고서로 작성하여 제출, 발표하고 이를 바탕으로 한 평가를 하였다. 이러한 강의 모델을 통해 학생들은 자신의 학습과정 및 문제해결과정을 서술하고 발표하면서 비판적인 사고 능력을 자연스럽게 갖추는 과정을 경험하고 공유한다. 본 연구는 기존의 연구와 달리 교수자가 많은 시간을 들이지 않고도, 그리고 여러 지원 또는 우수한 조교가 돕지 않아도 교수 스스로 개인별, 수준별, 맞춤형, 창의적 이산수학 교육이 가능하다는 것을 보여주는 모델을 만든 것으로 이를 공유한다.

딥러닝 모형을 사용한 한국어 음성인식 (Korean speech recognition using deep learning)

  • 이수지;한석진;박세원;이경원;이재용
    • 응용통계연구
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    • 제32권2호
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    • pp.213-227
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    • 2019
  • 본 논문에서는 베이즈 신경망을 결합한 종단 간 딥러닝 모형을 한국어 음성인식에 적용하였다. 논문에서는 종단 간 학습 모형으로 연결성 시계열 분류기(connectionist temporal classification), 주의 기제, 그리고 주의 기제에 연결성 시계열 분류기를 결합한 모형을 사용하였으며. 각 모형은 순환신경망(recurrent neural network) 혹은 합성곱신경망(convolutional neural network)을 기반으로 하였다. 추가적으로 디코딩 과정에서 빔 탐색과 유한 상태 오토마타를 활용하여 자모음 순서를 조정한 최적의 문자열을 도출하였다. 또한 베이즈 신경망을 각 종단 간 모형에 적용하여 일반적인 점 추정치와 몬테카를로 추정치를 구하였으며 이를 기존 종단 간 모형의 결괏값과 비교하였다. 최종적으로 본 논문에 제안된 모형 중에 가장 성능이 우수한 모형을 선택하여 현재 상용되고 있는 Application Programming Interface (API)들과 성능을 비교하였다. 우리말샘 온라인 사전 훈련 데이터에 한하여 비교한 결과, 제안된 모형의 word error rate (WER)와 label error rate (LER)는 각각 26.4%와 4.58%로서 76%의 WER와 29.88%의 LER 값을 보인 Google API보다 월등히 개선된 성능을 보였다.

지상주행과 공중비행이 가능한 Drone 설계 및 구현을 통한 졸업기준 인증 과정에서 공학교육 실천에 관한 연구 (A Study on the Practice of Engineering Education in Graduation Standards Certification Process through the Design and Implementation of Drone for Ground Driving and Aerial Flight)

  • 장우진;유정민;장은영
    • 실천공학교육논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.17-24
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    • 2018
  • 전공단위로 3학기동안 진행되는 작품 설계 및 제작 활동을 통해 졸업기준을 만족하기 위한 과정 이수와 그 과정에 만들어진 결과물인 다양한 이동환경 적용이 가능한 Drone의 구상 및 제작 과정에 대해 제안한다. Ring Propeller의 형태를 이용하여 Propeller로서의 양력 발생 역할과 테두리의 면을 통하여 지면에 접촉하는 바퀴로의 역할을 모두 가능하도록 제작한다. 또한 Servo Motor를 이용하여 명령에 따라 정확한 각도를 맞추어 모터의 구동축을 변환한다. 그리고 구상한 아이디어를 3D 프린팅으로 구현하고, 추진체 구동 회로를 설계하고 제작한다. 그 결과 추진체의 무게 증가로 공중 운항과 운항중 목적한 추진체계의 실시간 변환은 성공하지 못하였고, 그 원인으로 추력 발생을 위한 크기와 링 프로펠러의 내성 한계의 오차임을 확인하였다. 그리고 이러한 과정을 통해 공학적 접근 방법과 종합설계를 통한 창의적 사고방식 및 협동심의 경험을 인정받았고, 그 결과물을 공학 논문으로 작성하고 심사를 통해 졸업기준이 만족됨을 확인받았다.

Just-In-Time 컴파일러를 이용한 파이썬 기반 지구동역학 코드 가속화 연구 (Boosting the Performance of Python-based Geodynamic Code using the Just-In-Time Compiler)

  • 박상진;안수정;소병달
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제24권2호
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    • pp.35-44
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    • 2021
  • 파이썬은 다른 정적 언어(예, C, C++, FORTRAN 등)에 비해 실행 속도가 느리기 때문에 대규모 반복이 필요한 지구동역학 코드를 작성하는데 적합하지 않은 것으로 인식되어 왔다. 그러나 파이썬의 계산 속도를 향상시키기 위해 Just-In-Time (JIT) 컴파일 등과 같은 많은 고속화 수단이 개발되었다. 우리는 파이썬을 기반으로 JIT 컴파일러에 최적화된 맨틀 유동 지구동역학 코드를 개발했다. 코드는 지구동역학 분야에서 널리 사용되는 PIC (Particle-In-Cell) 방법과 유한요소법을 결합하여 맨틀 대류를 수치 모사하며, 코드의 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위해 잘 알려진 2차원 맨틀 대류 문제를 벤치마킹했다. 수치 모사 결과, 제곱근 평균 제곱 속도와 넛셀 수가 이전 연구와 거의 일치함을 확인했다. JIT 컴파일러를 적용한 코드는 적용하지 않았을 경우와 대비해 계산 속도가 PIC 방법에서 최대 258배, 전체 행렬 조립 과정에서 최대 30배 향상했다. 따라서, 이번 연구는 파이썬의 계산 성능이 JIT 등의 가속기를 이용하여 충분히 향상되며, 많은 지구 동역학 문제를 해결하는데 활용될 수 있음을 제시하였다.

DNDC 지역별 구동을 위한 입력자료 생성 도구 개발 (Development of an Input File Preparation Tool for Offline Coupling of DNDC and DSSAT Models)

  • 현신우;황우성;유희진;김광수
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.68-81
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    • 2021
  • 농업 생태계는 주요 온실가스의 배출원 중 하나로, 농경지에서의 온실가스 배출량을 최소화하면서 최적의 수량을 얻기 위한 기후변화 적응옵션을 도출하기 위해서는, 상세한 공간적 규모에서 여러 모형들을 연계하여 구동하는 것이 유리하다. 본 연구에서는 DSSAT 모형과 DNDC 모형을 연계하여 상세한 공간 규모에서 기후변화 영향평가를 수행할 수 있도록 지원하기 위한 도구를 개발하고자 하였다. 객체 지향 언어인 R과 C++을 사용하여 DNDC 모형의 격자형 입력자료를 생성하기 위한 DRIFT (DNDC Regional Input File Tool)을 구현하였다. 기후변화 조건에서 격자별 작물 생육모의를 위해 생성된 DSSAT 모형의 입력자료 및 출력자료를 사용하여 DNDC 모형의 입력자료를 생성하였다. 생성된 입력자료를 사용하여 미래 기후변화 조건에서의 온실가스 배출량을 모의하였다. 입력자료를 생성하는 시간은 격자 지점의 수에 비례하여 증가하였다. 그 중, DSSAT 모형의 담수 깊이 자료를 DNDC 모형의 담수 기간으로 변환하는 과정에서 시간이 비교적 오래 걸렸으나, 그 외의 입력자료를 생성하는 데에는 짧은 시간만이 소요되었다. 본 연구에서는 비교적 적은 지점을 대상으로 하였으나, 대량의 자료를 처리하고자 할 경우 일부 계산과정을 병렬화함으로써 구동시간을 줄일 필요가 있을 것이다. 이후 다른 모형들에 대한 확장을 통해 모형 간 연계를 위한 입력자료 생성에 소요되는 시간을 줄일 수 있을 것이다.

천리안 위성 2A호 영상을 활용한 태풍 경로 시각화 탐구활동 수업자료 개발 (Development of Inquiry Activity Materials for Visualizing Typhoon Track using GK-2A Satellite Images)

  • 임채영;박경애
    • 한국지구과학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.48-71
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    • 2024
  • 태풍은 지구 시스템 내 상호작용을 일으키는 대표적인 해양-대기 현상으로 최근 들어 기후변화로 인해 점점 더 강력해지는 추세이다. 2022 개정 과학과 교육과정은 미래 사회 시민으로서의 디지털 소양 함양을 위하여 첨단 과학기술을 활용한 교수-학습 활동의 중요성에 대해 강조하고 있다. 따라서 교과서 삽화의 시공간적 한계점을 해결하고 지구과학 분야에서 다루는 전지구적 규모의 빅데이터를 활용한 효과적인 수업자료의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 PDIE (준비, 개발, 실행, 평가) 모형의 절차에 따라 천리안 위성 2A호 영상 자료를 활용하여 태풍의 경로를 시각화하는 탐구활동 자료를 개발하였다. 준비 단계에서는 2015 및 2022 개정 교육과정과 현행 교과서의 탐구활동 내용을 분석하였다. 개발 단계에서는 관측 데이터를 수집, 처리, 시각화, 분석할 수 있는 일련의 과정들로 탐구활동을 구성하였으며, 간단한 조작만으로도 결과를 도출할 수 있는 GUI (Graphic User Interface) 기반 시각화 프로그램을 제작하였다. 실행 및 평가 단계에서는 학생들을 대상으로 수업을 진행하였으며 코드를 활용한 수업과 GUI 프로그램 활용 수업을 각각 실시하여 각 활동의 특징을 비교하고 학교 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 수업자료는 전문적인 프로그래밍 지식이 없어도 GUI 기반으로 실제 관측 데이터를 활용한 탐구활동에 활용될 수 있으며, 이를 통해 학생들의 지구과학 분야의 이해도와 디지털 소양 함양에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

집중형센터를 가진 역물류네트워크 평가 : 혼합형 유전알고리즘 접근법 (Evaluating Reverse Logistics Networks with Centralized Centers : Hybrid Genetic Algorithm Approach)

  • 윤영수
    • 지능정보연구
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    • 제19권4호
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    • pp.55-79
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    • 2013
  • 본 연구에서는 집중형 센터를 가진 역물류네트워크(Reverse logistics network with centralized centers : RLNCC)를 효율적을 해결하기 위한 혼합형 유전알고리즘(Hybrid genetic algorithm : HGA) 접근법을 제안한다. 제안된 HGA에서는 유전알고리즘(Genetic algorithm : GA)이 주요한 알고리즘으로 사용되며, GA 실행을 위해 0 혹은 1의 값을 가질 수 있는 새로운 비트스트링 표현구조(Bit-string representation scheme), Gen and Chang(1997)이 제안한 확장샘플링공간에서의 우수해 선택전략(Elitist strategy in enlarged sampling space) 2점 교차변이 연산자(Two-point crossover operator), 랜덤 돌연변이 연산자(Random mutation operator)가 사용된다. 또한 HGA에서는 혼합형 개념 적용을 위해 Michalewicz(1994)가 제안한 반복적언덕오르기법(Iterative hill climbing method : IHCM)이 사용된다. IHCM은 지역적 탐색기법(Local search technique) 중의 하나로서 GA탐색과정에 의해 수렴된 탐색공간에 대해 정밀하게 탐색을 실시한다. RLNCC는 역물류 네트워크에서 수집센터(Collection center), 재제조센터(Remanufacturing center), 재분배센터(Redistribution center), 2차 시장(Secondary market)으로 구성되며, 이들 각 센터 및 2차 시장들 중에서 하나의 센터 및 2차 시장만 개설되는 형태를 가지고 있다. 이러한 형태의 RLNCC는 혼합정수계획법(Mixed integer programming : MIP)모델로 표현되며, MIP 모델은 수송비용, 고정비용, 제품처리비용의 총합을 최소화하는 목적함수를 가지고 있다. 수송비용은 각 센터와 2차 시장 간에 제품수송에서 발생하는 비용을 의미하며, 고정비용은 각 센터 및 2차 시장의 개설여부에 따라 결정된다. 예를 들어 만일 세 개의 수집센터(수집센터 1, 2, 3의 개설비용이 각각 10.5, 12.1, 8.9)가 고려되고, 이 중에서 수집센터 1이 개설되고, 나머지 수집센터 2, 3은 개설되지 않을 경우, 전체고정비용은 10.5가 된다. 제품처리비용은 고객으로부터 회수된 제품을 각 센터 및 2차 시장에서 처리할 경우에 발생되는 비용을 의미한다. 수치실험에서는 본 연구에서 제안된 HGA접근법과 Yun(2013)의 연구에서 제안한 GA접근법이 다양한 수행도 평가 척도에 의해 서로 비교, 분석된다. Yun(2013)이 제안한 GA는 HGA에서 사용되는 IHCM과 같은 지역적탐색기법을 가지지 않는 접근법이다. 이들 두 접근법에서 동일한 조건의 실험을 위해 총세대수 : 10,000, 집단의 크기 : 20, 교차변이 확률 : 0.5, 돌연변이 확률 : 0.1, IHCM을 위한 탐색범위 : 2.0이 사용되며, 탐색의 랜덤성을 제거하기 위해 총 20번의 반복실행이 이루어 졌다. 사례로 제시된 두 가지 형태의 RLNCC에 대해 GA와 HGA가 각각 실행되었으며, 그 실험결과는 본 연구에서 제안된 HGA가 기존의 접근법인 GA보다 더 우수하다는 것이 증명되었다. 다만 본 연구에서는 비교적 규모가 작은 RLNCC만을 고려하였기에 추후 연구에서는 보다 규모가 큰 RLNCC에 대해 비교분석이 이루어 져야 할 것이다.

도서관경영(圖書館經營)에 있어서의 시스팀 분석기법응용(分析技法應用)에 관한 연구(硏究) (A Study on Systems Analysis Applied to Library Management)

  • 권기원
    • 한국비블리아학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.178-210
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    • 1974
  • It needs to put into practice the systems analysis in the analysis of some operations and status of library for the purpose of systematizing the work of reforming in the new easier form to process, to storage, to retrieve and to make use of the increasing informations and data of library. In this study, some of systems which are generally using in every library was caught in the case study of K university library. Having analyzed them with the two methods of the flowcharting and mathematical analysis, we found the obstructive factors in operation. As the result of this research, it was gained the new system as the alternative one. A. Alternative System B. Advantages of alternative systems 1. In the reference room When it converts the present system into the new system, it can profit 6.771 won/user (13.815won-7.044won=6.771 won). Therefore, a half the average required cost of the present system can be saved. If this saving would be alloted for the cost 33,000won required to make the cataloging cards, it would be taken for 94 days (33,000 won ${\div}$ 6,771 won/user=4,874users. 4,874users ${\div}$ 52users/day=94days) to get it. The saving cost/year by the new system will be 95,417 won, and in the first year the initial cost (33,000won) reduces the saving cost to 62,417won. 2. In the periodical room The average required time for using the materials of the present system is 17 minutes/user and the average required cost/user is 23.775won, while the average required time of the new system is 4 minutes and the average required cost/user is 5.33won. Therefore, the new system has profit 4 times of the present system. Accordingly, it occurs when the dispersed periodical materials get together. 3. In the classification and cataloging When one processes - the oriental books - by the Linear Programming Technique, the maximum of the process can be increased from 11.6 volumes per librarian of the present system to 12 volumes per librarian of the new system increased 0.4 volume in a day, and cataloging by the manual printer can be shorten from 3 minutes per card of the present system to 1.5 minutes per card of the new system. Consequently, we can complete the other operations (books equipment, updating of cataloging cards, etc.) with 141 minutes which are saved in the course of the afore-mentioned works. 4. In the status of collections The average growth rate of 4 years from 1968 to 1971 is 9.825 %, and that of the purchased materials is 6.2% similar to the advanced nations, but it has the different position from 215,000 volumes by the Standard Degree for Establishment of College and University, and the difference between the total collections 151,671 volumes and Dunns' growth model ($N_t=N_oe^{-at}$) claimed by Leimkuhler 155,297 volumes in 1971 is 3,626 volumes, and for the purpose of compensation the difference, we found the fact that it needs to have the increased budget of 24~30% per year, Thus, if the budget of 24~30 % per year. Thus, if the budget would be increased per year as the rate of the afore-mentioned figure, it would be reached at the Standard Degree for Establishment of College and University in 1975, and thereafter, it can be decreased to the lebel which is able to maintain the growth rate of 5~6% per year.

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프로덕트 모델 중심의 설계, 시공 정보 통합 방법론 (A Product Model Centered Integration Methodology for Design and Construction Information)

  • 이근형;김재준
    • 한국건설관리학회:학술대회논문집
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    • 한국건설관리학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.99-106
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    • 2002
  • 최근 건설 정보 통합 모델에 설계 요소를 반영하는 개념이 발표되고, 4D CAD 시스템을 이용한 정보 통합에 대한 연구들이 수행되었으며, 현재까지 그 활용분야를 넓히고 있다. 하지만, 이러한 형태의 정보통합은 특정 응용 프로그램을 중심으로 이루어지기 때문에 각 조직만의 독특한 내용적 특성을 반영할 수 없으며, 기존의 프로그램과 다른 새로운 프로그램의 도입 및 개발에 따른 유지, 보수 비용을 요구하는 등의 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제들을 해결하기 위하여 정보통합을 위한 새로운 접근 방법으로써 '프로덕트 모델 중심의 설계, 시공 정보 통합 방법론'을 제시하고 이에 대한 비교 평가를 위하여 기존의 방법론에 대한 선행 연구를 수행하였다. 이를 위하여 현재 설계, 공정 정보의 통합을 위하여 널리 사용되고 있는 4D CAD 개념을 조사, 분석하였다. 연구 분석 결과 기존의 통합 방법론은 여러가지 장점이 있었지만, 전체 건설사업의 생애주기 중 후반부에 통합이 이루어지기 때문에 정보 활용의 기회가 적으며, 후속단계에서 원시정보의 활용이 미흡하고, 통합 정보의 활용 범위가 상용프로그램이 제공하는 기능으로 제한되고, 3차원 프로덕트 모델에 대한 관리가 곤란하였다. 이러한 단점을 해결하기 위한 설계, 시공 정보의 통합을 위한 새로운 방법론을 제시하였다. 제안된 방법론은 '일관된 객체 기반의 그래픽 모델링', '이질적인 프로덕트 정보들의 저장', '프로덕트 모델을 활용한 정보의 생성, 통합', '확장된 프로덕트 모델의 관리' 등의 4 부분으로 나누어서 제안하였으며, 마지막으로 이들에 대한 활용 개념을 기존의 업무에서의 활용과 새롭게 보충되는 업무에서의 활용으로 나누어서 제안하였다. 6장에서는 본 논문의 전체적인 요약과 후속 연구 주제들과 이를 위한 제안을 하였다. 본 연구를 통해서 특정 응용프로그램 중심의 통합이 아닌 프로덕트 모델 중심의 설계, 시공정보 통합을 위한 새로운 통합 방법론을 제시하였으며, 본 방법론을 통해서 실제로 사용하고 있는 프로그램들을 활용하면서, 각 조직의 환경에 적합한 정보 통합을 통해 건설 생산성 향상을 기대할 수 있게 되었다.

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