• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.109-117
• /
• 2014

본 논문은 회로 최소화 문제에 대한 Quine-McCluskey 법을 개선한 알고리즘을 제안하였다. Quine-McCluskey 법은 주 내포 항을 반복적인 방법으로 찾고, 회로 최소화 방법으로 시행착오법, 분기한정법 또는 Petrick 법을 적용한다. 반면에 제안된 알고리즘은 사전에 항표를 생성하여 주 내포 항을 간단히 찾는 방법을 제안하였으며, 집합피복을 결정하는 방법을 적용하여 1차와 2차 필수 주 내포 항을 간단히 찾는 방법을 제안하였다. 3-변수와 4-변수 실험 데이터에 적용한 결과 제안된 알고리즘이 Quine-McCluskey 법에 비해 보다 간단하면서도 정확히 해를 구할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제4권12호
• /
• pp.391-398
• /
• 2015

이 연구에서는 중등 심화 과정을 마치고 사사 과정에 진입한 최우수 정보과학 영재 교육을 위한 회로 최소화 알고리즘의 성능 개선 및 평가 과정을 보인다. 이 과정에서 학생들은 원하는 목표 기능을 얻기 위한 논리 회로는 꼭 한 가지가 아니고 다양하게 구성할 수 있다는 점과 이들 중 가장 간단한 회로를 찾을 수 있는 방법의 필요성을 인식하게 된다. 수작업으로 이루어지는 까르노 맵에서 회로 최소화를 위한 기본 원리를 터득하고, 그 과정을 소프트웨어로 수행하는 Quine-McCluskey 알고리즘을 탐구한다. Quine-McCluskey 알고리즘은 기본적으로 집합 연산의 반복에 의해 중복성을 도출하고 축약하는 과정을 반복한다. 집합 연산은 두 집합을 구성하는 원소들에 대한 비교 연산으로 이루어지므로 복잡도가 높다. 이를 해결하는 방법으로 원소 나열식 집합을 비트 정보로 표현하는 방안을 모색하고, 그 결과 약 36%의 성능 향상이 이루어짐을 보게 된다. 이 과정의 궁극적 목표는 영재 학생들이 전자 스위치, 논리 게이트, 논리 회로, 프로그래밍 언어, 데이터 구조, 알고리즘 등을 포괄하는 컴퓨터과학 학문에 대한 흥미와 지식 통합적 안목을 기르는 데 있다.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제41권4호
• /
• pp.51-58
• /
• 2004

본 논문에서는 fault tolerant 하드웨어에서 가장 기본이 되는 온라인 하드웨어 테스트 시스템 구현을 위하여 새로운 인공면역 알고리즘을 제안한다. 인공 면역 알고리즘은 알려진 자기(self) 정보만을 이용하여 항체 즉 tolerance condition을 가장 최적으로 생성하는 알고리즘이다. 이를 위하여 본 논문에서는 생체 면역 시스템의 중요한 원리인 antibody diversity 원리를 적용한 새로운 tolerance condition 생성 알고리즘을 제안한다. 또한 생체 면역 시스템에서의 중요한 세포인 APC (Antigen Presenting Cell)를 Quine-McCluskey 방법으로 구현한 후 유전자 알고리즘을 통해 tolerance condition을 자동 생성하는 알고리즘을 구현한다. 이렇게 제안된 알고리즘은 FSM(Finite State Machine)의 가장 전형적인 예인 십진카운터에 적용한 후 컴퓨터 모의 실험을 통해 그 성능을 확인한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.95-102
• /
• 2015

본 논문은 회로 최소화 문제를 간단하게 풀 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 회로 최소화 문제는 수기식 방법인 카르노 맵과 전산화가 가능한 휴리스틱 방법인 Quine-McCluskey 알고리즘이 있다. 그러나 Quine-McCluskey 알고리즘은 변수 개수 n이 증가하면 $3^n/n$의 메모리와 수행횟수가 요구되는 단점을 갖고 있다. 제안된 방법은 빈도수에 기반하여 내포 항 표를 이용하여 주어진 부울 함수의 최소 항을 포함하는 주 내포 항을 빠르게 추출하는 방법을 적용하였다. 추출된 주 내포 항들 중에서 중복 선택된 여분의 주 내포 항을 빈도수를 적용하여 제거하는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 비록 변수 개수 n이 증가하여도 다항시간으로 회로를 최소화시킬 수 있는 해를 구할수 있는 장점을 갖고 있다. 제안된 알고리즘을 3-변수와 4-변수의 다양한 사례들에 적용한 결과 해를 빠르고 정확하게 구할 수 있었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.17-25
• /
• 2007

본 논문에서는 디지털논리회로의 설계에 있어 필수적인 카르노 맵 간략화 과정을 자바 애플릿을 이용하여 웹 기반 교육용 툴로 구현하였다. 학습자들은 웹브라우저를 통해서 구현된 Java 애플릿에 접근하게 되며, 디지털 논리회로의 간략화 과정에 대해 마우스로 버튼을 클릭하거나 텍스트를 채워가면서 가상실험하게 된다. 본 논문에서 자바 애플릿을 구현하는데 사용한 간략화 알고리즘은 수정된 Quine-McCluskey 기법에 기초하였으며, 구현된 자바애플릿은 효율적인 교육보조도구로서 학습자의 학습효과를 증대시킬 수 있으리라 생각된다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.533-543
• /
• 2018

본 논문은 Sasaki 등이 2018년도에 제안한 차분 특성 자동화 탐색 방법을 개선하여 MILP Solver로 정확하고 간편하게 S-box 기반 암호의 차분 특성을 탐색하는 방법을 제안한다. Sasaki 등이 제안한 방식은 차분 특성에 대한 제약식 설계에 입력 차분과 출력 차분만을 변수로 포함하여 확률을 별도로 계산한 반면, 논문에서 제안하는 탐색 방법은 입력 차분, 출력 차분, 확률 변수를 하나의 제약식으로 구성하여 한 번의 프로그램 실행으로 특성과 확률을 동시에 확인할 수 있도록 탐색 절차를 간소화 하였다. 또한 본 논문에서는 Sasaki 등이 활용했던 Espresso 알고리즘과 Quine- McCluskey 알고리즘 중에서 제약식이 보다 대폭 축소되는 Espresso 알고리즘을 이용해 제약식을 간소화 하였다. 본 논문에서 제안하는 탐색 방법은 다양한 구조와 블록 사이즈에 적용 가능함을 입증하기 위해 블록암호 GIFT-64, GIFT-128, SKINNY-64에 적용하였다. 적용 결과, GIFT의 경우 기존의 제안 논문에서 4라운드의 최적의 차분 특성이 5개의 활성 S-box를 가진다고 제시한 반면, 본 논문을 적용한 결과에서는 활성 S-box의 개수는 6개이지만 기존보다 좋은 $2^{-11.415}$의 확률을 갖는 최적의 차분 특성을 찾는 성과가 있었다. SKINNY-64의 경우 기존보다 개선된 결과는 아니지만 제안 논문에서의 분석과 동일한 활성 S-box를 갖는 차분 특성을 찾을 수 있었다.