이 논문에서는 초등학교 교과서에서의 가분성(divisibility) 개념을 중심으로, 개념적 사고의 과정을 그대로 Python 언어로 코딩하고 Computational Thinking (이하, CT) 중 하나인 자동화에 따른 계산의 효율성을 고찰하였다. 이로부터 얻을 수 있는 교육적 시사점은 다음과 같다. 수학적인 개념적 사고를 CT의 관점에서 생각해 보고, 또한 역으로 컴퓨터 과학에서 중시하고 있는 CT에서 수학적 개념을 추출해 볼 수 있는 쌍방향의 활동이 수학 중심의 코딩교육에서 필요하다.
In order to conduct the effective integration of computer-aided conceptual design for integrated nuclear power reactor, not only is a smooth information flow required, but also decision making fur both conceptual design and construction process design must be synthesized. In addition to the aboves, the relations between the one step and another step and the methodologies to optimize the decision variables are verified, in this paper especially, that is, scaling laws and scaling criteria. In the respect with the running of the system, the integrated optimization process is proposed in which decisions concerning both conceptual design are simultaneously made. According to the proposed reactor types and power levels, an integrated optimization problems are formulated. This optimization is expressed as a multi-objective optimization problem. The algorithm for solving the problem is also presented. The proposed method is applied to designing a integrated sub-critical reactors.
International journal of advanced smart convergence
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제8권3호
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pp.46-53
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2019
When a partitioned structure is derived from a data set using a clustering algorithm, it is not unusual to have a different set of outcomes when it runs with a different order of data. This problem is known as the order bias problem. Many algorithms in machine learning fields try to achieve optimized result from available training and test data. Optimization is determined by an evaluation function which has also a tendency toward a certain goal. It is inevitable to have a tendency in the evaluation function both for efficiency and for consistency in the result. But its preference for a specific goal in the evaluation function may sometimes lead to unfavorable consequences in the final result of the clustering. To overcome this bias problems, the first clustering process proceeds to construct an initial partition. The initial partition is expected to imply the possible range in the number of final clusters. We apply the data centric sorting to the data objects in the clusters of the partition to rearrange them in a new order. The same clustering procedure is reapplied to the newly arranged data set to build a new partition. We have developed an algorithm that reduces bias effect resulting from how data is fed into the algorithm. Experiment results have been presented to show that the algorithm helps minimize the order bias effects. We have also shown that the current evaluation measure used for the clustering algorithm is biased toward favoring a smaller number of clusters and a larger size of clusters as a result.
선박의 개념설계 단계는 이용 가능한 정보가 매우 제한되어 있기 때문에 새로운 설계를 위하여 대부분의 경우 기존 선박의 설계 사례를 이용하게 된다. 본 논문에서는 이러한 과정을 시스템화하여 사례기반 선박 개념설계 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 사례 인덱싱을 통한 설계후보의 생성뿐만 아니라 nearest neighbor algorithm을 이용하여 사례베이스에서 추출된 설계 사례들의 우선 순위를 결정하여 주고 이를 바탕으로 변용(adaptation) 과정을 거쳐 설계선에 대한 해를 제시해 준다. 이러한 사례기반 추론 기법을 선박 개념설계 단계에 적용하여 그 유용성을 검증하였다.
In the early phases of the product life cycle, Life Cycle Assessment (LCA) is recently used to support the decision-making fer the conceptual product design and the best alternative can be selected based on its estimated LCA and its benefits. Both the lack of detailed information and time for a full LCA fur a various range of design concepts need the new approach fer the environmental analysis. This paper suggests a novel approximate LCA methodology for the conceptual design stage by grouping products according to their environmental characteristics and by mapping product attributes into impact driver index. The relationship is statistically verified by exploring the correlation between total impact indicator and energy impact category. Then a neural network approach is developed to predict an approximate LCA of grouping products in conceptual design. Trained learning algorithms for the known characteristics of existing products will quickly give the result of LCA for new design products. The training is generalized by using product attributes for an ID in a group as well as another product attributes for another IDs in other groups. The neural network model with back propagation algorithm is used and the results are compared with those of multiple regression analysis. The proposed approach does not replace the full LCA but it would give some useful guidelines fer the design of environmentally conscious products in conceptual design phase.
In order to develop an efficient algorithm for S-to-M mapping in CMCA, characteristics of CMCA mappings is studied and conceptual mapping procedure is physically described. Then, careful observations on the mapping procedure and experience reveal a simple algorithm of the S-to-M mapping. The algorithm is described and compared with other procedures for S-to-M mapping. It is found very efficient in terms of computational operations and processing time.
This work presents a virtual prototyping design approach for an area-based image stitching hardware. The virtual hardware obtained from virtual prototyping is equivalent to the conceptual algorithm, yet the conceptual blocks are linked to the actual circuit components including the memory, logic gates, and arithmetic units. Through the proposed method, the overall structure, size, and computation speed of the actual hardware can be estimated in the early design stage. As a result, the optimized virtual hardware facilitates the hardware implementation by eliminating trail design and redundant simulation steps to optimize the hardware performance. In order to verify the feasibility of the proposed method, the virtual hardware of an image stitching platform has been realized, where it required 10,522,368 clock cycles to stitch two $1280{\times}1024$ sized images. Furthermore, with a clock frequency of 250MHz, the estimated computation time of the proposed virtual hardware is 0.877sec, which is 10x faster than the software-based image stitch platform using MATLAB.
본 논문에서는 다분야 통합 설계최적화(MDO : Multidisciplinary Design Optimization)를 적용한 지구관측위성의 개념설계 과정 및 결과를 기술하였다. 현재까지 구축된 지구관측 위성의 데이터베이스를 기반으로 주요 파라미터에 대한 개념설계식을 정립하였으며, 다분야 통합 최적설계 아키텍처 중 CO(Collaborative Optimization) 기반을 이용하여 지구관측 위성 시스템의 최적 개념설계를 수행할 수 있는 설계 도구를 개발하였다. 주어진 제약조건을 만족시키면서 위성의 총 질량을 최소화하는 것을 설계 목표로 설정하였으며, 최적화 알고리즘으로는 SQP(Sequential Quadratic Programming)를 이용하였다. 다분야 통합 최적설계를 적용한 개념설계 결과와 ASNARO-1 및 IKONOS-2 위성 규격의 비교를 통해 해당설계도구의 유용성을 검증하였다.
본 연구는 주로 알고리즘 위주로 학습되는 소수의 나눗셈 지도에 반하여 십진블록을 활용하여 초등학교 5학년 학생들이 소수의 나눗셈을 보다 의미 있게 학습할 수 있는지를 면밀하게 탐색하였다. 연구결과 학생들은 다양한 소수의 나눗셈 문제를 십진블록으로 모델링하여 계산하는 과정을 통해 연산의 의미를 개념적으로 이해할 수 있었고, 알고리즘의 각 단계를 십진블록의 조작활동과 연결하여 설명함으로써 계산 원리를 터득할 수 있었다. 또한 소수의 나눗셈 계산 결과를 연산의 의미와 연결하여 개념적으로 설명할 수 있었다. 이를 통하여 본 연구는 구체적인 수업 사례를 바탕으로 소수 나눗셈 지도 방안에 대한 시사점을 제공한다.
본 연구는 초등학교 5학년 학생들에게 십진블록을 활용하여 소수의 곱셈을 지도하는 과정에서 학생들의 개념적 이해 과정을 면밀히 분석함으로써 십진블록을 활용한 소수의 곱셈 지도 과정에 대한 시사점을 제공하는데 그 목적이 있다. 십진블록을 활용한 소수의 곱셈 지도에서 초등학교 5학년 학생들은 주어진 문제에서 각 연산의 의미를 개념적으로 이해하고 해석하였으며 그 의미에 따라 십진블록으로 모델링하여 계산하였다. 학생들은 십진블록을 이용한 계산 과정을 통해 알고리즘을 발견하고 알고리즘의 각 단계를 십진블록과 연결하여 설명함으로써 계산 원리를 개념적으로 이해하였다 또한 소수의 곱셈 계산 결과가 올바른지 판단하고 그 이유를 십진블록으로 설명함으로써 소수의 곱셈 계산 결과를 각 연산의 의미와 연결하여 개념적으로 이해하였다. 이런 측면에서 본 연구는 십진블록을 활용한 소수의 곱셈 지도가 초등학교 5학년 학생들의 소수의 곱셈에 대한 개념적 이해를 도울 수 있는 한 방안이 됨을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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