• 제목/요약/키워드: computer-based iterative method

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Parallel Algorithm of Conjugate Gradient Solver using OpenGL Compute Shader

  • Va, Hongly;Lee, Do-keyong;Hong, Min
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-9
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    • 2021
  • OpenGL compute shader는 다른 shader 단계와 다르게 동작하며, 병렬로 모든 데이터를 계산하는데 사용할 수 있다. 본 논문은 OpenGL compute shader에서 반복 켤레 기울기 방법을 통해 희소선형 시스템을 계산하기 위한 GPU 기반의 병렬 알고리즘 제안하였다. 제안된 희소 선형 해결 방법은 대칭인 양의 정부호 행렬과 같은 대형 선형 시스템을 해결하기 위해 사용된다. 본 논문은 이 알고리즘을 사용하여 매트릭스 형식이 다른 8가지 예제들에 대해서 CPU와 GPU를 기반으로한 성능 비교 결과를 제공한다. 본 논문은 4가지 잘 알려져 있는 매트릭스 형식(Dense, COO, ELL and CSR)을 매트릭스 저장소를 사용하였다. 8개의 희소 매트릭스를 사용한 성능 비교 실험에서 GPU 기반 선형 해결 시스템이 CPU 기반 선형 해결 시스템보다 훨씬 빠르며, GPU 기반에서 0.64ms, CPU 기반에서 15.37ms의 평균 컴퓨팅 시간을 제공한다.

재귀적 자료구조에 대한 재귀 함수의 병렬화 (Parallelization of Recursive Functions for Recursive Data Structures)

  • 안준선;한태숙
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제26권12호
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    • pp.1542-1552
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    • 1999
  • 자료 병렬성이란 자료 집합의 원소들에 대하여 동일한 작업을 동시에 수행하므로써 얻어지는 병렬성을 말한다. 함수형 언어에서 자료 집합에 대한 반복 수행은 재귀적 자료형에 대한 재귀 함수에 의하여 표현된다. 본 논문에서는 이러한 재귀 함수를 자료 병렬 프로그램으로 변환하기 위한 병렬화 방법을 제시한다. 생성되는 병렬 프로그램의 병렬 수행 구조로는 일반적인 형태의 재귀적 자료형에 대하여 정의되는 다형적인 자료 병렬 연산을 사용하여 트리, 리스트 등과 같은 일반적인 재귀적 자료 집합에 대한 자료 병렬 수행이 가능하도록 하였다. 재귀 함수의 병렬화를 위해서는, 함수를 이루는 각각의 계산들의 병렬성을 재귀 호출에 의해 존재하는 의존성에 기반하여 분류하고, 이에 기반하여 각각의 계산들에 대한 적절한 자료 병렬 연산을 사용하는 병렬 프로그램을 생성하였다.Abstract Data parallelism is obtained by applying the same operations to each element of a data collection. In functional languages, iterative computations on data collections are expressed by recursions on recursive data structures. We propose a parallelization method for data-parallel implementation of such recursive functions. We employ polytypic data-parallel primitives to represent the parallel execution structure of the object programs, which enables data parallel execution with general recursive data structures, such as trees and lists. To transform sequential programs to their parallelized versions, we propose a method to classify the types of parallelism in subexpressions, based on the dependencies of the recursive calls, and generate the data-parallel programs using data-parallel primitives appropriately.

디스크형 캠의 자동설계용 CAD S/W 개발-Part II :CAD S/W 개발 (Development of CAD Software for Automatic Design of Disk-Typed Cams-Part II : Computer-aided Analysis and Design Software)

  • 손주리;신중호
    • 한국기계연구소 소보
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    • 통권19호
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    • pp.155-161
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    • 1989
  • Generally cam-follower systems consist of two elements: Cam is for rotating motion and follower for reciprocating motion. Depending on the shape of cam and type of follower, the motion of cam-follower system is determined. Thus design process and analysis process must be well defined. The design process means to find the coordinates of cam shape which can be defined the given motion of follower and the analysis process means to determine the motion curve of follower corresponding to the given cam based on the dimensions of a cam-follower system. This paper consists of two parts : One is for development of a numerical method for design and analysis of cam-follower systems, the other is for development of a CAD program and its application. As the second part of the paper, the structure of a CAD program is introduced. Four data files are used in the program where the design process and the analysis process are carried out interactively to en hence its availability to the industrial applications. The first part of the paper 'presents the iterative contact method which can determine the contact points and their angles between cam and roller.

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Window Flow 제어기능을 가진 음성/데이타 패킷통신망의 성능해석 (Performance Analysis of an Integrated Voice/Data Packet Communication Network with Window Flow Control)

  • 손수현;은종관
    • 한국통신학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.227-236
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    • 1986
  • 본 논문에서는 window flow 제어기능을 가진 음성과 데이터가 집적된 패킷 통신망을 폐쇄 multichain queueing 시스템으로 modeling하고 평균치해석 방법으로 성능을 분석하였다. 서로 다른 priority 등급을 가진 여러가지 메시지를 전송하기 위한 패킷망 성능해석을 위해서 본 논문에서는 평균치해석과 effective capacity개념에 의한 성능해석 방법을 사용하였다. 구체적으로 각 노드에서의 평균 buffer 점유율, virtual channel의 link throughput의 이용도, 각 메세지의 평균지연시간등 망의 통계적 특성들을 이론으로 분석하고 simulation으로 검증하였다. 제안된 해석방법을 사용할 경우 link의 데이타의 상태를 10%이내의 정확도로 예측할 수 있고 음성 메시지와 외부 데이타의 상태는 5% 이내으 ㅣ정확도로 예측할 수 있다.

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인체 흉상 복제를 위한 역공학 시스템 (A reverse engineering system for reproducing a 3D human bust)

  • 최회련;전용태;장민호;노형민;박세형
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.15-19
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    • 2001
  • A dedicated reverse engineering(RE) system for rapid manufacturing of human head in a 3D bust has been developed. The first step in the process is to capture the surface details of a human head and shoulder by three scanners based upon the digital moire fringe technique. Then the multiple scans captured from different angles are aligned and merged into a single polygonal mesh, and the aligned data set is refined by smoothing, subdividing or hole filling process. Finally, the refined data set is sent to a 4-axis computer numerically control(NC) machine to manufacture a replica. In this paper, we mainly describe on the algorithms and software for aligning multiple data sets. The method is based on the recently popular Iterative Closest Point(ICP) algorithm that aligns different polygonal meshes into one common coordinate system. The ICP algorithm finds the nearest positions on one scan to a collection of points on the other scan by minimizing the collective distance between different scans. We also integrate some heuristics into the ICP to enhance the aligning process. A typical example is presented to validate the system and further research work is also discussed.

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Sparse decision feedback equalization for underwater acoustic channel based on minimum symbol error rate

  • Wang, Zhenzhong;Chen, Fangjiong;Yu, Hua;Shan, Zhilong
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제13권1호
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    • pp.617-627
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    • 2021
  • Underwater Acoustic Channels (UAC) have inherent sparse characteristics. The traditional adaptive equalization techniques do not utilize this feature to improve the performance. In this paper we consider the Variable Adaptive Subgradient Projection (V-ASPM) method to derive a new sparse equalization algorithm based on the Minimum Symbol Error Rate (MSER) criterion. Compared with the original MSER algorithm, our proposed scheme adds sparse matrix to the iterative formula, which can assign independent step-sizes to the equalizer taps. How to obtain such proper sparse matrix is also analyzed. On this basis, the selection scheme of the sparse matrix is obtained by combining the variable step-sizes and equalizer sparsity measure. We call the new algorithm Sparse-Control Proportional-MSER (SC-PMSER) equalizer. Finally, the proposed SC-PMSER equalizer is embedded into a turbo receiver, which perform turbo decoding, Digital Phase-Locked Loop (DPLL), time-reversal receiving and multi-reception diversity. Simulation and real-field experimental results show that the proposed algorithm has better performance in convergence speed and Bit Error Rate (BER).

불충분한 주기적 프리픽스를 갖는 STBC/SFBC OFDM 시스템을 위한 잔재 ISI 제거 기법 및 EM 기반 채널 추정 기법 (Residual ISI cancellation and EM-based channel estimation for STBC/SFBC OFDM with insufficient cyclic prefix)

  • 원희철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권11A호
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    • pp.1154-1163
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    • 2007
  • OFDM 시스템은 채널 충격 응답보다 긴 길이의 주기적 프리픽스를 사용해야 하므로 주파수 효율이 감소된다. 주기적 프리픽스 사용에 따른 주파수 효율 감소를 막기 위하여 잔재 ISI 제거 기법이 최근에 개발되었다. 본 논문에서는 잔재 ISI 제거 기법을 불충분한 주기적 프리픽스를 갖는 시공간 블록 부호 (STBC) OFDM과 주파수 공간 블록 부호 (SFBC) OFDM 시스템에 적용한다. SFBC OFDM과 달리, STBC OFDM에서는 잔재 ISI 제거 기법의 주기성 복원 과정 뿐만 아니라 꼬리 제거 과정도 반복되어야 함을 확인할 수 있다. 또한, 불충분한 주기적 프리픽스를 사용하는 STBC OFDM 시스템에서의 잔재 ISI 제거 기법을 위한 채널 추정 방법을 제안한다. 제안된 채널 추정 방법은 EM 알고리즘을 이용한 반복적 추정을 특징으로 하고, 잔재 ISI가 제거된 신호를 통해 얻어지는 채널 디코더의 외부 확률 값을 활용한다. 제안된 방법의 성능은 다중 경로 페이딩 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인한다.

ICP 기법을 이용한 MSS 및 UAV 간 점군 데이터 자동정합 (Automatic Registration of Point Cloud Data between MMS and UAV using ICP Method)

  • 김재학;이창민;김형준;이동하
    • 한국지리정보학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.229-240
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    • 2019
  • 건설, 의료, 컴퓨터 그래픽스, 도시공간 관리 등 다양한 분야에서 3차원 공간모델이 이용되고 있다. 특히 측량 및 공간정보 분야에서는 최근 스마트시티, 정밀도로지도 구축 등과 같은 고품질의 3차원 공간정보에 대한 수요가 폭발적으로 증가하면서, 이를 보다 손쉽고, 간편하게 취득하기 위하여 MMS, UAV와 같은 관측기술이 활발히 활용되고 있다. 하지만 두 자료를 통합하여 3차원 모델링을 수행하기 위해서는, 두 관측기술 적용 시 발생하는 원시자료 취득센서, 점군 자료생성 방식 및 관측정확도 간의 차이를 효율적으로 보정할 수 있는 최적의 정합방법이 필요하다. 본 연구에서는 일반적인 3차원 모델의 자동정합에 사용되는 ICP(Iterative Closet Point) 기법을 통한 MMS와 UAV 점군 데이터 간 자동정합 성능을 판단하기 위하여, 여의도 지역을 연구대상지역으로 설정하고 UAV 영상을 취득 후 점군 자료로 변환하였다. 그 후 대상지역을 총 4개의 구역으로 구분하여 MMS 관측을 수행하였으며, UAV 점군 자료를 기반으로 각 구역에서 관측된 MMS 점군 자료와 수동정합하고 이를 ICP 기반으로 자동정합한 결과와 비교하였다. 보다 엄밀하게 ICP 기반의 자동정합 성능을 판단하기 위하여 각 구역별로 데이터 중첩률, 노이즈 레벨 등의 변수를 다르게 하여 비교를 수행하였다. 결론적으로 ICP 기반의 자동정합 시 데이터 중첩률이 높고, 노이즈 레벨이 낮을수록 더 높은 정확도로 정합될 수 있다는 것을 알 수 있었다.

증분형(增分形) 유한요소법(有限要素法)에 의한 축대칭(軸對稱) Shell구조(構造)의 좌굴해석(挫屈解析) (Buckling Analysis of Axisymmetric Shells by Incremental Finite Element Mothod)

  • 김재복;김창렬
    • 대한조선학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.21-30
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    • 1985
  • This paper deals whth the buckling as well as postbuckling analysis of axisymmertric shells taking the initial deflection effects into account. Incremental equilibrium equations, based on the principle of virtual work, were derived by the finite element method, the successive step-by-step Newton-Raphson iterative technique was adopted. To define the transition pattern of postbuckling behavior from the prebuckling state more accurately, a simple solution method was developed, i.e. the critical load was calculated by the load extrapolation method with the determinant of tangent stiffness matrix and the equilibrium configuration in the immediate postbuckling stage was obtained by perturbation scheme and eigenvalue analysis. Degenerated isoparametric shell elements were used to analyse the axisymmetric shell of revolution. And by the method developed in this paper, the computer program applicable to the nonlinear analysis of both thin and moderately thick shells was constructed. To verify the capabilities and accuracies of the present solution method, the computed results were compared with the results of analytical solutions. These results coincided fairly well in both the small deflection and large deflection ranges. Various numerical analyses were done to show the effect of initial deflection and shape of shells on buckling load and postbuckling behavior. Futhermore, corrected directions of applied loads at every increment steps were used to determine the actual effects of large deflection in non-conservative load systems such as hydrostatic pressure load. The following conclusions can be obtained. (1) The method described in this paper was found to be both economic and effective in calculating buckling load and postbuckling behavior of shell structure. (2) Buckling and postbuckling behavior of spherical caps is critically dependent upon their geometric configuration, i.e. the shape of spherical cap and quantities of the initial deflection. (3) In the analysis of large deflection problems of shells by the incremental method, corrections of the applied load directions are needed at every incremental step to compensate the follower force effects.

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이선형 재료모델의 비선형 정적해석을 위한 강성추정 알고리즘 개발 (Development of Stiffness Estimation Algorithm for Nonlinear Static Analysis of Bilinear Material Model)

  • 정성진;박세희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.620-626
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    • 2016
  • 구조물의 비선형 지진응답을 평가하는 것은 내진공학에 있어서 중요한 요소로 인식되고 있다. 비선형 정적해석은 이를 위한 대표적인 방법론의 하나이며, 특정 해석단계에서의 구조물 강성추정을 위한 다양한 수치해석적 방법론들이 제시, 적용되고 있다. 하지만, 이러한 방법론들은 상당한 해석시간을 요하거나 부정확한 간편법에 그치고 있어 실무적용에 많은 어려움이 존재한다. 이러한 이유로 본 연구에서는 비선형 정적해석 시 정확하고 효과적인 구조물 강성추정 방법론을 제시하고자 한다. 이를 위하여, 기존의 단계해석법에 대한 이론적 연구를 수행하였으며, 이를 바탕으로 이선형 재료모델 특성을 가진 구조물의 강성구성 알고리즘을 제시하였다. 최종적으로, 제시된 알고리즘을 적용한 컴퓨터 프로그램 sNs를 개발하였다.