메모리 집약적 연산 가속화를 위해 맞춤화된 DNN 가속기 및 로드 밸런싱 기술

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 융합과학기술대학원 융합과학부(지능형융합시스템전공), 2022. 8. 안정호.딥 뉴럴 네트워크(DNN)는 인간에 근접한 인식 정확도를 토대로 이미지 분류, 자연어 처리, 음성 인식과 같은 다양한 분야에서 사용된다. DNN의 계속된 발전으 로 인해, DNN에서 가장 많은 연산량을 요구하는 컨볼루션과 행렬 곱셈(GEMM) 을 전용으로 처리하는 가속기들이 출시되었다. 하지만, 컴퓨팅 집약적인 연산들을 가속하는데에만 치중된 가속기 연구 방향으로 인해, 이전에는 잘 보이지 않았던 메모리 집약적인 연산들의 수행 시간 비중이 증가하였다. 컨볼루션 뉴럴 네트워크 추론(CNN inference)에서, 컨볼루션의 연산 비용을 줄이기 위해 최신 CNN 모델들은 깊이방식의 컨볼루션(depth-wise convolution, DW-CONV)과 스퀴즈-엑사이테이션(squeeze-and-excitation, SE)을 채택한 다. 그러나, 기존의 CNN 가속기는 컴퓨팅 집약적인 표준 컨볼루션 계층에 최적 화되었기 때문에, 데이터 재사용이 제한된 DW-CONV 및 SE는 연산의 효율성을 떨어뜨린다. 따라서, DW-CONV 및 SE의 연산량은 전체 연산의 10%만 차지하지 만 시스토릭 어레이(systolic-array) 기반의 가속기에서 메모리 대역폭의 병목으로 인해 처리 시간의 60% 이상을 소비한다. 트랜스포머 학습(transformer training)에서, GEMM의 수행시간이 상대적 으로 감소함에 따라 소프트맥스(softmax), 레이어 정규화(layer normalization), GeLU, 컨텍스트(context), 어텐션(attention)과 같은 메모리 집약적인 연산들의 수행 시간 비중이 증가하였다. 특히, 입력 데이터의 시퀀스 길이(sequence length) 가 증가하는 최신의 트랜스포머 추세로 인해 시퀀스 길이에 따라 데이터 크기가 제곱배가 되는 소프트맥스, 컨텍스트(context), 어텐션(attention) 레이어들의 영 향도가 커진다. 따라서, 메모리 집약적인 특성을 가진 연산들이 최대 80%의 수행 시간을 차지한다. 본 논문에서, 우리는 CNN을 가속하기 위해 시스토릭 어레이 기반 아키텍처 위에 작은 영역 오버헤드로 컴퓨팅 및 메모리 집약적 작업을 모두 효율적으로 처 리하는 연산 유닛을 추가한 MVP 아키텍처를 제안한다. 우리는 높은 메모리 대역 폭 요구 사항을 충족하기 위해 곱셈기, 덧셈 트리(adder tree), 다중의 다중-뱅크 버퍼를 포함한 DW-CONV 처리에 맞춤화된 벡터 유닛(vector unit)을 제안한다. 또한, 우리는 시스토릭 어레이에서 사용하는 통합 버퍼를 확장하여 SE와 같은 요 소단위(element-wise) 연산을 뒤따르는 CONV와 파이프라인(pipeline) 방식으로 처리하는 프로세싱-니어-메모리 유닛(processing-near-memory-unit, PNMU) 을 제안한다. MVP 구조는 베이스라인(baseline) 시스토릭 어레이 아키텍처에 비해 9%의 면적 오버헤드만을 이용하여 EfficientNet-B0/B4/B7, MnasNet 및 MobileNet-V1/V2에 대해 성능을 평균 2.6배 향상하고 에너지 소모량을 47% 줄인다. 그리고, 우리는 트랜스포머 학습 가속을 위해 DNN 가속기 내에 존재하는 여러 개의 연산 유닛들을 클러스터(cluster) 단위로 분할하는 기술들을 제안한다. 트래픽 성형(traffic shaping)은 클러스터들을 비동기 방식으로 수행시켜 DRAM 대역폭의 출렁임을 완화시킨다. 자원 공유(resource sharing)는 컴퓨팅 집약적인 연산과 메모리 집약적인 연산이 서로 다른 클러스터에서 동시에 수행될 때 모든 클러스터의 매트릭스 유닛과 벡터 유닛을 동시에 수행 시켜 컴퓨팅 집약적인 연산의 수행 시간을 줄인다. 트래픽 성형과 자원 공유를 적용하여 BERT-Large 학습 수행 시 1.27배의 성능을 향상시킨다.Deep neural networks (DNNs) are used in various fields, such as in image classification, natural language processing, and speech recognition based on high recognition accuracy that approximates that of humans. Due to the continuous development of DNNs, a large body of accelerators have been introduced to process convolution (CONV) and general matrix multiplication (GEMM) operations, which account for the greatest level of computational demand. However, in the line of accelerator research focused on accelerating compute-intensive operations, the execution time of memory-intensive operations has increased more than it did in the past. In convolutional neural network (CNN) inference, recent CNN models adopt depth-wise CONV (DW-CONV) and Squeeze-and-Excitation (SE) to reduce the computational costs of CONV. However, existing area-efficient CNN accelerators are sub-optimal for these latest CNN models because they were mainly optimized for compute-intensive standard CONV layers with abundant data reuse that can be pipelined with activation and normalization operations. In contrast, DW-CONV and SE are memory-intensive with limited data reuse. The latter also strongly depends on the nearby CONV layers, making an effective pipelining a daunting task. Therefore, DW-CONV and SE only occupy 10% of entire operations but become memory bandwidth bound, spending more than 60% of the processing time in systolic-array-based accelerators. During the transformer training process, the execution times of memoryintensive operations such as softmax, layer normalization, GeLU, context, and attention layer increased because conventional accelerators improved their computational performance capabilities dramatically. In addition, with the latest trend toward increasing the sequence length, the softmax, context, and attention layers have much more of an influence as their data sizes have increased quadratically. Thus, these layers take up to 80% of the execution time. In this thesis, we propose a CNN acceleration architecture called MVP, which efficiently processes both compute- and memory-intensive operations with a small area overhead on top of the baseline systolic-array-based architecture. We suggest a specialized vector unit tailored for processing DWCONV, including multipliers, adder trees, and multi-banked buffers to meet the high memory bandwidth requirement. We augment the unified buffer with tiny processing elements to smoothly pipeline SE with the subsequent CONV, enabling concurrent processing of DW-CONV with standard CONV, thereby achieving the maximum utilization of arithmetic units. Our evaluation shows that MVP improves performance by 2.6× and reduces energy consumption by 47% on average for EfficientNet-B0/B4/B7, MnasNet, and MobileNet-V1/V2 with only a 9% area overhead compared to the baseline. Then, we propose load balancing techniques that partition multiple processing element tiles inside a DNN accelerator for transformer training acceleration. Traffic shaping alleviates temporal fluctuations in the DRAM bandwidth by handling multiple processing element tiles within a cluster in a synchronous manner but running different clusters asynchronously. Resource sharing reduces the execution time of compute-intensive operations by simultaneously executing the matrix units and vector units of all clusters. Our evaluation shows that traffic shaping and resource sharing improve the performance by up to 1.27× for BERT-Large training.1 Introduction 1 1.1 Accelerating Depth-wise Convolution on Edge Device 3 1.2 Accelerating Transformer Models in Training 6 1.3 Research Contributions 10 1.4 Outline 11 2 Background and Motivation 12 2.1 CNN background and trends 12 2.1.1 Various types of convolution (CONV) operations 12 2.1.2 Trends in CNN model architecture 14 2.1.3 EfficientNet: A state-of-the-art CNN model 17 2.2 Transformer background and trends 20 2.2.1 Bidirectional encoder representations from transformers (BERT) 20 2.2.2 Trends in training transformer models 21 2.3 Baseline DNN acceleration architecture 23 2.4 Motivation 25 2.4.1 Challenges of computing memory-intensive CNN layers 25 2.4.2 Opportunity for load balancing in BERT training 28 3 DNN accelerator tailored for accelerating memory-intensive operations 32 4 MVP: A CNN accelerator with Matrix, Vector, and Processing-near-memory units 35 4.1 Contribution 35 4.1.1 MVP organization 35 4.1.2 How depth-wise processing element (DWPE) operates 38 4.1.3 How processing-near-memory unit (PNMU) operates 41 4.1.4 Overlapping the operation of DW-CONV with PW-CONV 42 4.1.5 Considerations for designing DWIB 44 4.2 Evaluation 45 4.2.1 Experimental setup 46 4.2.2 Performance and energy evaluation 47 4.2.3 Comparing MVP with NVDLA 52 4.2.4 Exploring the design space of MVP architecture 54 4.2.5 Evaluating MVP with various SysAr configurations 57 4.3 Related Work 57 5 Load Balancing Techniques for BERT Training 61 5.1 Contribution 61 5.1.1 Tiled architecture 61 5.1.2 DRAM traffic shaping 64 5.1.3 Resource sharing 66 5.2 Evaluation 68 5.2.1 Experimental setup 68 5.2.2 Performance evaluation 69 6 Discussion 73 7 Conclusion 78박

A Study on Efficient Algorithms for some Numerical Optimization Problems

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 수리과학부, 2013. 2. 신동우.This thesis is mainly divided into two parts: parameter estimation problem in linear differential equations and a minimization algorithm which is applicable to some industrial problem. In general, mathematical optimization problems are to find optimal ele- ments of a set which minimize (or maximize) the value of a given objective function. It is well known problem and arises in a various field of applications such as science, engineering, business and so on. It has a long history and there are still very much a work in progress. Optimization problems usually depend on the properties of objective func- tions involved. If functions are simple, e.g., linear, the the problem is easy to solve and moreover mathematical theories completed. If it is complex, however, it is hard to solve it theoretically and/or numerically. In this thesis, we suggest algorithms which is related to two specific opti- mization problems. These problems are both include nonlinear objective func- tions. The first part is to find a optimal parameter function of a differential equation and the second part is to find optimal solution of a facility location problem. Each parts contains theories about the solution, such as the exis- tence and the uniqueness of the optimal solution, and numerical examples are included.Abstract i I Parameter Estimation Problem 1 Chapter 1 Introduction 2 1.1 Background............................. 2 1.2 Motivation ............................. 3 1.3 Model problem ........................... 4 Chapter 2 Basic Properties of Algorithm 8 2.1 CaseStudy ............................. 8 2.1.1 The case where the subintervals are known . . . . . . . 8 2.1.2 The case where the subintervals are yet to be determined 13 2.2 An algorithm for parameter function estimation . . . . . . . . . 22 Chapter 3 Numerical Simulations 27 3.1 Data set 1.............................. 27 3.2 Data set 2.............................. 30 3.3 Details of calculation in Lemma 2.1.6. . . . . . . . . . . . . . . 33 II Facility Location Problem 39 Chapter 4 Introduction 40 Chapter 5 The nonlinear minimax problem 44 5.1 Reformulation of the minimax problem. . . . . . . . . . . . . . 44 5.1.1 Algorithm for the location of a circle . . . . . . . . . . . 51 5.1.2 Computational complexity................. 51 Chapter 6 Numerical results 53 6.1 Test case 1 ............................. 53 6.2 Test case 2 ............................. 54 6.3 Test case 3 ............................. 58 6.4 Conclusions............................. 58 국문초록 63Docto

A Reinterpretation of Place in the Nomadism Perspective

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 미술대학 디자인학부, 2018. 2. 박영목.국문초록 본 연구의 목적은 현 시대 사회 전반에서 볼 수 있는 자유롭고 비고정적인 상태에 대한 선호 현상을 노마디즘 관점을 통해 구체적으로 조직화한 특성으로 도출하고 이를 현대 공간 사용 양상에 투영시켜 노마디즘적 공간 특성 요건을 제안하는 데 있다. 연구의 결과를 통해 궁극적으로는 기존의 전통적 장소론의 특성들 중 정주적 생활 방식과 사고체계의 영향을 받은 장소의 고정성이라는 한계를 보완하여 노마디즘 시대에 맞는 현대적 장소 만들기를 위한 방향을 설정하고 기준을 마련할 수 있을 것이다. 공간의 의미는 매우 광범위하여 정의하기 쉽지 않은 개념이며 시대에 따라 그 개념에도 많은 변화가 있었다. 이원론으로 인간과 공간을 따로 놓고 공간 자체에 집중하던 시대를 넘어서면서 공간을 경험하는 주체인 인간과 그 인간의 경험을 담는 생활세계로서의 관계를 맺은 공간이 1970년대에 장소로 개념화되었다. 이때의 장소 개념은 정주적 생활 방식과 사고가 지배하던 시대적 상황에 따라 시간의 층위가 쌓인 뿌리 내림과 소속감, 지역과 환경을 고려한 맥락과 역사, 중심과 경계가 명확한 영역구분 등의 내용으로 대표되는 고정성이라는 특성이 강조되었다. 그러나 20세기 후반 이후의 급격한 기술-정보, 사회-문화적 변화에 따라 현대 사회를 살아가는 사람들의 삶 전반에서 고정된 사상과 가치체계보다는 고정적이지 않고 자유로운 상태를 선호하는 현상을 볼 수 있다. 또한, 이러한 비고정적 패러다임의 영향은 비고정적 성격을 띠는 공간들에 대한 개념 정립에 선행되어 정주적 사고와 삶에 맞춰진 기존의 장소들과는 다른 새로운 공간 사용 양상들로 나타나고 있다. 본 논문에서는 비고정적 특성을 갖는 현대 사회의 공간은 공간 사용자, 공간 자체의 영역, 공간에 적용되는 시간의 범위에서 기존과는 다른 새로운 방식의 질서체계가 요구된다고 보았다. 이 질서체계의 정립을 위해서 본 연구자는 노마디즘의 관점으로 현대의 비고정적 특성을 바라보고 먼저 철학적 사유, 사회-문화적 현상으로서의 노마디즘 특성을 도출하였다. 그리고 이를 공간 사용 양상에 투영시켜 비고정성이라는 추상적인 사유와 현상을 공간적으로 해석함으로써 그 의미와 해석이 모호한 현대 공간의 비고정적 특성을 명료하게 체계화하였다. 연구의 내용은 다음과 같다. 2장에서는 공간과 장소의 정의, 공간이 장소화 되는 과정과 사회적 배경을 고찰하여 공간과 장소가 시대에 따라 어떻게 인식되었는지 그 흐름을 파악하며 장소론이 건축 분야에서 적극적으로 수용되었던 배경을 밝혔다. 장소를 개념화한 것은 인본주의 지리학자들이었다. 지리학을 구성하는 2대 분과인 자연지리학(Physical Geography)과 인문지리학(Human Geography) 중 인문지리학에 속하는 인본주의 지리학(Humanistic Geography)은 계량혁명과 논리실증주의 적인 공간 과학적 연구 풍토를 비판하였고 이러한 연구 풍토에 반(反)한 인문지리학자들에 의해 발전되었다. 인본주의 지리학은 과학적 실증주의를 비판하고 현상학과 실존주의에 토대한 이론을 수용하여 인간을 지리학의 중심에 위치시켜야 한다는 핵심 주장에 그 뿌리를 두고 있다. 인간을 중심에 둔 인본주의 지리학자들은 장소를 개념화하였고 이는 기능주의와 인간소외라는 모더니즘 건축의 한계에 대한 반발의 움직임을 보였던 건축가들에게 적극적으로 반영되어 장소성으로 대표되는 건축 패러다임이 전개되는 데 큰 영향을 주었다. 장소는 건축을 포함한 공간디자인 분야의 논문과 작품에서 주로 장소성 회복이나 장소성 형성이라는 목적성을 띠며 오늘날에도 여전히 활발히 연구되고 있는 주제이다. 3장에서는 장소 개념을 정립하고 체계화한 인본주의 지리학을 중심으로 장소론을 연구한 학자들의 저서를 통해 장소에 대한 그들의 관점과 이론을 분석했다. 이장의 핵심은 이들의 이론을 통해 기존의 전통적인 장소가 어떤 특성이 있는지 파악하는 것으로 이는 장소론에서 말하는 장소의 특성들 중 비고정성이 시대 변화에 따라 한계점을 가지게 되었다는 주장을 펴기 위해서였다. 장소 이론은 중심성/영역성, 시간성/맥락성, 상징성, 정지성, 체험성, 정체성의 특성을 가지며 이 중 중심성/영역성, 정지성, 정체성에서 고정성이라는 공통적인 성격을 파악할 수 있었다. 4장에서는 사유방식과 현상으로 존재하는 노마디즘을 공간적으로 해석하여 개념화하기 위해 노마디즘 해석체계를 수립하고 이 해석체계에 따라 노마디즘적 공간의 특성을 도출했다. 그 과정은 먼저 철학 사유로서의 노마디즘, 사회-문화 현상으로서의 노마디즘을 분석해 노마디즘의 특성인 혼성성, 탈영역성, 접속성을 도출하고, 이를 현대 공간 사용 양상에 투영시켜 목적의 혼성성(mixed objectives), 기능의 탈영역성 (non-boundary functions), 접속의 일시성(temporary connections)이라는 세 가지 공간적 특성을 최종적으로 도출하였다. 5장에서는 앞선 3장에서의 장소 이론의 특성과 4장에서의 노마디즘의 특성을 비교해 장소론의 특성들 중 고정성의 시대적 한계를 확인했다. 또한, 4장의 결과물을 바탕으로 노마디즘적 공간을 종합적으로 해석하고자 했는데 의미와 해석이 모호한 현대 공간의 비고정적 특성을 조직화·체계화했다. 노마디즘적 공간의 특성은 공간 사용자, 공간 영역, 공간에 적용되는 시간의 범위로 User_목적의 혼성성(mixed objectives), Boundary_기능의 탈영역성 (non-boundary functions), Time_접속의 일시성 (temporary connections)로 도출되었다. 과거 20세기는 공간을 기능에 따라 주거 공간인 제1공간, 업무 공간인 제2공간, 상업 공간인 제3공간으로 구분했다면 노마디즘적 공간은 user_사용자 이용방식, boundary_공간 구성 방식, time_공간 프로그램의 기준으로 각각 그 기준에 맞는 목적의 혼성성(mixed objectives), 기능의 탈영역성(non-boundary functions), 접속의 일시성(temporary connections)이 필요에 따라 교차 적용되는 결합과 해체를 통해 비고정적으로 형성되는 공간이 될 것이다. ⦁ User_목적의 혼성성(mixed objectives) 목적의 혼성성은 공간 사용자의 입장에서 사용자의 공간 이용 목적과 방식에 나타나는 노마디즘 공간의 특성이다. 디지털 문화의 네트워크는 비위계적이고 비규칙적인 사고를 지향하며 이러한 사고의 방식은 공간 사용에 있어서도 다양한 공간 사용 목적을 가진 사용자들로 하여금 혼성적으로 사용할 공간을 필요하게 하는데 이러한 것들이 현대 공간에서 공간특성을 만들어내게 한다. 목적의 혼성성은 공간 사용자의 입장에서 사용자의 공간 이용 방식에 나타나는 노마디즘 공간의 특성이다. 목적의 혼성성이라는 특성은 비위계적이고 비규칙적 사고를 지향하는 사고방식을 가진 사용자들이 절대적 공간의 제약이나 질서 없이 개인의 욕구와 선택에 따라 자유롭게 그 공간을 이용한다는 성격을 갖는다. 이와 같은 특성은 공간 사용자 개개인이 지향하는 다양한 문화 차이의 포용과 개인의 필요나 목적 등 이용자의 자유로운 공간 사용을 위한 개방성과 확장성을 가진 현대 장소 만들기를 위한 공간 특성적 지표가 될 것이다. ⦁ Boundary_기능의 탈영역성 (non-boundary functions) 노마디즘적 공간은 공간의 기능과 영역에 의해 강제로 분류되고 소속되는 개인이 아니라 각각의 개인적 주체가 독립적으로 존재하고 그 개인의 의지에 따라 필요 공간을 형성한다. 또한, 각각의 주체들이 필요에 의해 서로 신속하게 연결되어 다시 소집단을 형성하므로 개인의 공간을 집단의 공간으로 확장시키기도 하는 탈영역적 특성을 갖는다. 이러한 공간들은 비정주적이며 탈영역적인 성격을 가지고 있다. 기능의 탈영역성은 공간 기능과 영역 구성방식에서 나타나는 노마디즘적 공간 특성이다. 기능의 탈영역성이라는 특성은 노마디즘의 유동적 사고와 비정주적 움직임이 영역적 기능적 구분이 뚜렷했던 공간의 경계를 무너뜨리는 성격을 가지고 있어야 한다. 기능이나 영역의 구분으로 강제적으로 분류되던 개인이 독립적 주체가 되어 필요에 의해 기존의 공간에 새로운 성격을 더하거나 빼면서 새로운 공간을 형성시킬 수 있으므로 공간의 고유한 기능과 영역 부여는 그 의미가 모호해진다. 기능별 영역별 공간 구분이 확실하지 않은 자율적 공간 구성방식을 유도하는 기능의 탈영역성은 현대 장소 만들기의 공간 구성 요건으로 작용 될 것이다. ⦁ Time_접속의 일시성 (temporary connections) 노마디즘의 공간적 측면에서 접속의 일시성은 제한적 사람들에 의한 지속적이거나 규칙적인 공간 사용이 아닌 어떤 누구에 의해서라도 즉흥적이고 우연적이며 일시적으로 사용되는 공간 점유 방식의 특성을 의미한다. 접속의 일시성이라는 노마디즘 공간의 특성은 지속적이거나 규정된 공간 사용, 사용자의 효율적 순환을 위한 공간 프로그램이 아닌 일시이거나 가변적인 접속으로 짧게 점유되는 경험적 공간 사용이라는 성격을 가져야 한다. 고정되고 지속적인 점유가 아닌 즉흥적/가변적/일시적인 머물기를 통한 공간 사용은 사건의 발생과 사용자의 움직임에 따라 변화하는 미확정 적이고도 개방적인 공간프로그램을 수용할 수 있어야 하는데 이러한 요건은 현대 장소 만들기의 공간 프로그램을 위한 공간 특성적 지표가 될 수 있을 것이다. 주요어 : 현대 공간, 노마디즘적 관점, 비고정성, 장소론, 장소 재해석1. 서론 1 1.1. 연구 배경 및 목적 2 1.2. 연구 방법 및 범위 6 1.2.1. 연구 방법 6 1.2.2. 연구 범위 7 1.3. 용어 정의 및 범례 9 1.3.1. 개념 및 용어 정의 9 1.3.2. 범례 14 1.4. 연구 구조 14 2. 공간 개념의 변천 17 2.1. 공간 인식의 변천 과정 18 2.1.1. 근대 이전의 공간 개념 18 2.1.2. 근대의 공간 개념 21 2.1.3. 근대 이후의 공간 개념 25 2.2. 공간의 재인식 28 2.2.1. 공간 개념의 재인식_절대적, 상대적, 관계적 공간 28 2.2.2. 2000년대 이후 현대 공간의 재인식 33 3. 공간의 고정성 개념으로의 장소론 37 3.1. 장소 이론 분석 38 3.1.1. 장소 이론의 대두 38 3.1.2. 장소 이론의 관념적 배경 47 3.1.3. 장소 연구의 흐름 51 3.1.4. 학자별 관점 분석 55 3.2. 장소론을 통한 장소 특성 도출 89 3.3. 소결 94 4. 공간의 비고정성 개념으로의 노마디즘 97 4.1. 패러다임의 변화 98 4.2. 현대 노마디즘 패러다임의 배경 104 4.2.1. 현대 노마디즘의 개념 105 4.2.2. 기술-정보적 배경 107 4.2.3. 사회-문화적 배경 114 4.3. 현대 노마디즘의 이해 125 4.3.1. 철학적 사유로서의 노마디즘 125 4.3.2. 사회-문화적 현상으로서의 노마디즘 135 4.4. 노마디즘 관점으로의 현대 공간 140 4.4.1. 노마디즘과 관계적 공간 개념 140 4.4.2. 노마디즘 관점으로의 현대 공간 사용 양상 143 4.5. 소결 153 5. 노마디즘 관점으로의 장소 해석 157 5.1. 노마디즘 관점으로 본 공간의 비고정성 개념으로의 장소론의 한계 158 5.1.1. 현대 노마디즘의 특성과 전통적 장소의 고정적 특성 비교 158 5.2. 노마디즘의 공간적 해석 160 5.2.1. 노마디즘적 공간의 특성 도출 종합 161 5.3. 노마디즘적 공간의 특성 요건 제안 162 6. 결론 171 6.1. 연구 결과 요약 172 6.2. 연구의 함의 및 제언 180 참고문헌 181 Abstract 190Docto

Comparison the virtual set-up by tooth segmentation on Severe, mild crowding case

본 연구의 목적은 가상셋업 상에서 개개 치아를 분리하는 방법에 따라 셋업 모델의 차이가 있는지 평가하고, 총생의 양에 있어서도 인접치를 분리하는 방법에 따라 셋업 모델에 차이가 있는지 비교, 평가하는 것이다. 본 연구는 2017년 1월부터 2019년 8월까지 이화여자대학교 목동병원 치과진료부에 부정교합을 주소로 내원하여 교정 진단을 받은 환자 중, TriosⓇ (3Shape dental systems, Copenhagen, Denmark) 로 스캔한 STL 파일이 있는 고도의 총생이 있는 악궁 20케이스, 경도의 총생이 있는 악궁 20케이스를 선별했다. 가상 셋업 프로그램인 Ortho AnalyzerⓇ (3Shape dental systems, Copenhagen, Denmark)로 먼저 치아분리를 진행했고, 인접치를 1줄과 2줄로 조합해서 분리하는 combined-cutting line method, 인접치를 1줄로만 분리하는 1-cutting line method, 인접치를 2줄로만 분리하는 2-cutting line method를 사용했다. 그 후, 치아분리한 모델을 각각 가상셋업 하여 악궁둘레, 악궁길이, 견치간 너비, 소구치간 너비, 대구치간 너비를 측정하고, 1-cutting line method에서 combined-cutting line method를 뺀 값, 2-cutting line method에서 combined-cutting line method를 뺀 값을 각각 구했다. 통계분석은 SPSS 23.0(for Windows, NY, Armonk, IBM corporation)을 사용했으며, 고도의 총생과 경도의 총생이 있는 케이스 각각을 paired t-test을 통해 항목들의 차이를 검증하고, 고도의 총생과 경도의 총생 간 수치 변화량 차이는 independent two-samples t-test을 통해 유의성을 검증하였다. 그 결과, 고도의 총생 케이스에서는 1-cutting line method에서 combined-cutting line method를 뺀 값과 2-cutting line method에서 combined-cutting line method를 뺀 값이 악궁 둘레, 견치간 너비 제2소구치간 너비, 악궁 길이에서 통계적으로 유의한 차이가 있었고(p＜0.05), 경도의 총생이 있는 case에서는 각 항목들 모두 유의한 차이가 없었다. (P＞0.05) 고도 총생 case와 경도 총생이 있는 케이스에서 각 항목들의 수치 변화량을 비교했을 때, 고도 총생 케이스에서는 각 항목들의 수치 변화량이 크게 나타났고 악궁 둘레, 견치간너비, 제2소구치간 너비, 악궁 길이에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고, 특히 악궁 길이에서 가장 큰 차이를 보였다.(p＜0.05) 또 1줄로만 치아를 분리를 할 때는 셋업 모델 상 악궁 둘레, 견치 간 너비, 소구치 간 너비, 대구치 간 너비가 커지는 경향성 및, 2줄로만 치아를 분리할 때는 작아지는 경향성이 있었다. 그 항목들의 차이는 고도 총생 케이스에서 더 큰 것으로 나타났다. 치아분리 과정은 가상셋업의 완성도 및 결과에 많은 영향을 주고, 특히 고도 총생 케이스일 경우 영향을 많이 받는다. 따라서 임상적으로 고도 총생 케이스를 가상셋업 할 때는 총생 양상에 따라 인접치를 1줄 및 2줄로 적절히 선택해서 보다 신중한 치아 분리를 행해야 한다는 결론을 얻었다.;The purpose of this study is to evaluate the tooth segmentation method on the virtual setup model, and to compare the differences between mild and severe crowding cases. Tooth segmentation was performed on 3D virtual setup software. For each case, tooth segmentation was performed in three different ways; a combined-cutting line method of separating the proximal surface with one and two cutting lines, only 1-cutting line method, only 2-cutting line method. After tooth segmentation, each model was virtually set-up and the measured values were the arch perimeter, arch length, inter canine width, inter premolar width, and inter molar width. The values of 1-cutting line method cases and 2-cutting line method cases were compared with those of combined-cutting line method. The paired t-test, independent two-samples t-test were performed(p<0.05) for statistical analysis. The results are as follows: For the severe crowding cases, 1-cutting line method and 2-cutting line method in comparison to the combined-cutting line method presented statistically significant difference in the value of arch perimeter, inter canine width, inter 2nd premolar width, arch length on the severe crowding cases.(p＜0.05) For the mild crowding cases, the result in comparing the gap of values turned out to be not statistically significant. The severe crowding cases showed a large range of value difference depending on the tooth segmentation methods. There were statistically significant differences.(p＜0.05) The study showed that when performing a virtual setup of the severe crowding, it is important to carefully select the tooth segmentation method considering crowding patterns.Ⅰ. 서론 1 Ⅱ. 연구 재료 및 방법 4 A. 연구대상 4 B. 연구재료 4 C. 연구방법 6 D. 통계분석 11 Ⅲ. 연구결과 12 A. 고도 총생 케이스 12 B. 경도 총생 케이스 14 C. 고도 총생 케이스와 경도 총생 케이스의 비교분석 16 Ⅳ. 고찰 19 Ⅴ. 결론 23 Reference 25 ABSTRACT 2

선천성 심장병 아동이 있는 가족의 기능에 관한 연구

급변하는 사회 속에서 환경오염이 심각해지는 가운데 알 수 없는 원인으로 인해 선천적 기형을 갖고 태어나는 아동의 수가 증가하고 있다. 이 중 선천성 심장병은 점차 복합 기형이 증가하는 추세여서 가족에 미치는 영향력 또한 심각함을 짐작할 수 있다. 영,유아 시기에 대부분의 치료를 받게 되는 선천성 심장병 아동을 돌보는 가족은 새로운 가족 성원의 출생과 더불어 아동의 치료과정 전반을 책임져야 하는 부담을 안게 된다. 한편 아동도 거듭되는 치료 경험 속에서 성장과 더불어 많은 어려움을 겪게 된다. 그러나, 지금까지 선천성 심장병 아동과 가족의 어려움을 대상으로 한 연구가 매우 드물어 이들을 이해하고 도울 방법을 찾기가 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 선천성 심장병 아동 가족의 가족기능수행정도를 환자와 가족의 특성에 따라 살펴보고 그 상관관계를 파악해 보고자 하였다. 이러한 조사연구의 목적은 생명을 위협받는 진료과정을 거치는 선천성 심장병 아동과 그 과정에서 아동에게 보살핌을 제공하는 가족의 기능수행상의 어려움을 파악하여 이들에 대한 이해를 증진시키고, 구체적인 사회사업 개입방법을 모색하는 데에 있다. 실증적 연구로는 서울에 소재하는 연세심장혈관센터에서 입원 및 외래치료를 받는 선천성심장병 아동의 가족 중 어머니나 아버지 1명에게 설문조사를 하였다. 본 연구자가 직접 설문지를 갖고 진료대기실과 병실을 방문하여 연구의 목적을 설명하고 설문에 대한 질문을 받아가며 작성하게 한 후 회수하는 방법을 사용했다. 배부된 설문지는 총 80부였고, 회수된 것은 74부였다. 그 중 응답이 부적절한 4부를 제외한 70부를 연구 분석에 사용하였다. 본 연구에서 사용한 질문지 중 응답자의 인구사회학적 특성에 관한 9문항과 환아의 치료와 관련된 특성에 관한 10문항은 본 연구자가 연구의 필요에 의해 구성하였고, 가족기능수행의 현재도, 기대도, 중요도에 대해서는 Feetham과 그의 동료들이 고안한 FFFS(Feetham Family Function Survey)의 21개 문항을 5점척도에 따라 응답하도록 수정, 사용하였다. 자료처리는 SPSS프로그램을 이용하여 Chronbach's Reliability Alpha 계수방법, 빈도와 백분율, 평균과 표준편차를 구하였고, oneway ANOVA와 multiple range test, Crosstabs를 실시하였다. 조사연구한 분석 결과를 요약 하면 다음과 같다. 1. 가족구성원 내 관계영역에서의 현재도의 평균은 3.775로 '보통(있다)'보다 높은 값을 보였고, 기대도의 평균은 4.218로 '많이 있기를 바란다'보다 높은 값을 보였다. 중요도의 평균은 3.666으로 '보통(중요하다)'를 상회하는 값을 보였고 만족도는 .444로 나타났다. 가족하위체계와의 관계영역에서의 현재도의 평균은 2.557로 '조금 있다'의 상태를 약간 넘었으며, 기대도는 평균 3.100으로 '보통(있기를 바란다)'의 상태로 나타났다. 중요도는 평균 3.488로, '보통(으로 중요하다)'를 상회하고 있어 수행도보다 기대도와 중요도가 높아 만족도(.523)는 낮은 것으로 예측된다. 지역사회와의 관계영역에서의 현재도의 평균은 3.775로 '보통(있다)'보다 높은 값을 보였고, 기대도의 평균은 4.218로 '많이 있기를 바란다'보다 높은 값을 보였다. 중요도의 평균은 3.666으로 '보통(중요하다)'를 상회하는 값을 보였고 만족도는 .044로 나타났다. 총 가족기능 수행 현재도의 평균은 3.113로 '보통(있다)'보다 약간 높은 값을 보였고, 기대도의 평균은 3.651로 '보통(있기를 바란다)'보다 높은 값을 보였다. 중요도의 평균은 3.754으로 '보통(중요하다)'를 상회하는 값을 보였고 만족도는 .538로 나타났다. 2. 총 가족기능수행 현재도는 전 영역에서의 현재도, 가족과 하위체계와의 관계영역에서의 기대도, 만족도와 유의한 관계가 있는 것으로 나타났다. 총 가족기능수행 현재도와 기대도, 만족도간에, 기대도와 중요도 간에 높은 순상관관계를 보였다. 중요도와 만족도 간에는 역상관관계가 있는 것으로 나타났다. 총 가족기능수행 기대도는 전영역에서의 현재도, 가족 하위체계, 지역사회와의 관계영역에서의 기대도, 지역사회와의 관계영역에서의 중요도, 가족하위체계와의 관계 영역의 만족도와 통계학적으로 유의한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 총 가족기능수행 중요도는 가족 하위체계, 지역사회와의 관계영역에서의 현재도, 기대도와 지역사회와의 관계영역에서의 중요도, 가족 하위체계와의 관계영역에서의 만족도와 통계학적으로 유의한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 총 가족기능수행 만족도는 가족구성원과의 관계영역에서의 현재도, 가족 구성원 내, 지역사회와의 관계영역에서의 기대도, 지역사회와의 관계영역의 중요도, 가족구성원, 가족 하위체계와의 관계의 만족도와 통계학적으로 유의한 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 3. 교육정도라 현재도, 기대도 간에는 높은 순상관관계가 있는 것으로 나타났다. 수입과 현재도, 기대도, 만족도 간에는 순상관관계가 있는 것으로 나타났다. 거주지와 기대도, 만족도 간에는 순상관관계가 있는 것으로 나타났다. 환아의 입원횟수와 가족기능 중요도 간에는 높은 순상관관계가 나타났고, 만족도와는 높은 역상관관계가 나타났다. 진료비 마련 방법과 현재도, 기대도간에는 높은 역상관관계가 있는 것으로 나타났다. 4. 가족구성원 상태, 수입, 거주지, 환아연령, 치료기간, 진료비 마련, 상담 경험과 상담욕구간에 통계학적으로 유의한 상관관계가 인정되었다(p<.05, p<.01). 전 항목에 걸쳐, 꼭 상담을 받고 싶다와 기회가 된다면 상담을 받고 싶다에 대한 응답자가 80%를 상회하고 있어 선천성 심장병 환자가족들이 자신들의 문제로 인해 상담의 필요성을 느끼고 있음을 볼 수 있었다. 3세대 가족 중 아동이 환아 1명인 경우, 그리고 수입이 적어 저축이나 융자등을 통해 자력으로 진료비를 마련하지 못하고 외분의 도움을 받아야만 하는 경우, 환아가 학령기 직전의 경우, 그리고 장기간에 치료가 진행되는 경우에 상담의 필요성을 느끼고 있어, 이러한 항목들을 선천성 심장병 환자를 개입하는 우선순위를 정하는 근거로 삼을 수 있으리라 생각된다.;Family is the most important environment for the individual. Especially, almost children with congenital heart disease have a treatment in their infancy when they are totally dependent on their family. Therefore, the importance of family is much more emphasized as the primary caregiver for them. Based on my clinical experiences, family experience the burdens and stresses through the initial treatment, and they complained about the difficulty of keeping their routine life. however, there are rare research of families and children with congenital heart disease. Owing to the fact, it is difficult to understand and help them. Through this research, I have tried to improve understanding of families and children with congenital heart disease. In addition, my study will be useful for other social worker to work with families and children with congenital heart disease, I wish. To practical study, I measured the achievement level of family's function with FFFS (Feetham Family Function Survey) based on a system theory that sick child may have an effect on the accomplishment of his family's function. FFFS classifies relationship between family members, relationship with friends and relatives and relation with communities into 21 categories using 4 intermediation variables of present level, expectancy level, importance level, and contentment level. The data were collected by FFFS questionnaire with mothers or fathers of children with congenital heart disease. The analysis was carried to 70 samples out of 80 samples. Statistical methods such as frequency analysis, oneway ANOVA, multiple range test, and correlation coefficients are used. The results of this study are summarized as follows; 1. A significant relationship was obtained between education level and present level (p<.05), expectancy level (p<.01). A significant relationship was obtained between income and present level (p<.05), expectancy level (p<.05), and contentment level(p<.0l). A significant relationship was obtained between a place of residence and expectancy level (p<.05), and contentment level(p<.001). A significant relationship was obtained between frequency of child's admission and importance level(p<.05) and reverse relationship was obtained between frequency of child's admission and contentment level(p<.0l). A reverse relationship was obtained between the way how they prepared the medical fee and present level (p<.05), expectancy level (p<.05). 2. A significant relationship was obtained between the constituent of family member, income, a place of residence, age of child, term of treatment, medical fee, experience of counselling and need of counselling (p<.05). Through this survey, I found that, more than 80% of samples want counselling and take a chance to counsel. According to this study, I may recommend the follows as a priority of intervention to help families and children with congenital heart disease. ·In case of extended family have only one child with congenital heart disease. ·The family need financial support owing to their incapability to prepare own medical charge. ·The sick child is just before entering school. ·When the sick child has to be had long-term treatment.목차 = ⅰ 논문개요 = ⅶ Ⅰ. 서론 = 1 A. 문제 제기 = 1 B. 연구의 목적 = 4 C. 용어의 정의 = 4 D. 연구의 제한점 = 5 Ⅱ. 이론적 배경 = 6 A. 선천성 심장병의 의학적 측면 = 6 B. 선천성 심장병 아동의 특성 = 14 1. 건강상태와 신체적 발달 = 14 2. 부모의 양육태도 = 15 3. 학교생활실태 = 16 4. 수술 후 환자의 갈등 = 17 C. 가족기능의 개념 = 18 D. 생태체계적 관점에서 본 아동과 가족 = 21 Ⅲ. 연구방법 및 절차 = 23 A. 연구 대상자 = 23 B. 연구도구 = 23 C. 자료수집 기간 및 방법 = 25 D. 자료처리 및 분석 방법 = 25 E. 연구의 제한점 = 26 Ⅳ. 연구 결과 분석 = 27 A. 연구대상자의 일반적 특성 = 27 1. 대상가족의 일반적 특성 = 27 2. 환아의 치료와 관련된 특성 = 30 B. 영역별 가족 기능 수행 = 32 1. 가족내 구성원간의 관계영역의 가족 기능 수행 = 32 2. 가족과 가족 하위체계간의 관계영역에서의 가족 기능수행 = 34 3. 가족과 지역사회간의 관계영역에서의 가족기능수행 = 36 C. 가족기능수행도와 가족 및 환아의 특성과의 상관관계 분석 = 38 1. 총가족기능수행 현재도, 기대도, 중요도, 만족도 간의 상관관계 = 38 2. 관계영역별 가족기능수행 현재도, 기대도, 중요도, 만족도와 총 가족기능수행 현재도, 기대도, 중요도, 만족도 간의 상관관계 = 38 3. 가족의 인구사회학적 특성과 총 가족기능수행 현재도, 기대도, 중요도, 만족도와의 상관관계 = 40 4. 환아의 치료와 관련된 특성과 총 가족기능수행도와의 상관관계 = 40 6. 가족과 환아의 특성에 따른 총 가족기능수행의 차이 검증 = 41 D. 상담욕구와 관계영역별 가족기능수행과의 상관관계 분석 = 52 1. 가족구성원 내 관계영역에서의 가족기능수행과 상담욕구와의 상관관계 = 53 2. 가족하위체계와의 관계영역에서의 가족기능 수행과 상담욕구와의 관계 = 53 3. 지역사회와의 관계영역에서의 가족기능수행과 상담욕구와의 상관관계 = 54 E. 상담욕구와 가족 및 환아의 특성과의 상관관계 분석 = 56 Ⅴ. 결론 및 제언 = 62 A. 요약 = 62 B. 제언 = 64 1. 사회사업 실천 면에서의 제언 = 64 2. 후속 연구를 위한 제언 = 67 참고문헌 = 69 부록 = 73 ABSTRACT = 8

The Effects of Digital Portfoilo Assessment on Korean Middle School Students’ English Speaking Ability and Affective Aspects

최근 언어 평가에서는, 기존의 표준화된 선다형 평가 방식에 대한 비판과 함께, 이에 대한 대안적 평가로서 학습자들의 수행과 변화 과정을 중시하는 언어수행평가가 활발하게 도입 되어져 왔다. 다양한 언어수행평가 기법 중에서도 포트폴리오 평가는 학습자의 학습 과정을 보여주기 위한 학습 활동의 모음집으로서 개개인의 변화, 발달 과정을 전체적이고도 지속적으로 평가하며, 자가평가를 통해 자신의 학습 과정을 평가해 볼 수 있으므로, 학습자 중심 학습과 평가의 한 방법으로 활용된다. 이와 같은 포트폴리오 평가의 장점 때문에 포트폴리오 평가의 교육적 효과에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으나 대다수가 읽기와 쓰기에 관한 연구로 한정되어 온 경향이 있다. 제 7차 교육과정에서 학습자의 자기주도적 학습과 의사소통능력 향상을 중시하며 학습자들의 흥미와 동기 유발을 위해 멀티미디어의 적절한 활용을 권장하는 상황을 고려할 때, 동영상을 활용한 말하기 디지털 포트폴리오 평가에 대한 연구가 영어 교육 현장에 의미를 지닐 수 있을 것으로 본다. 따라서 본 연구에서는 디지털 포트폴리오 평가를 활용한 말하기 수행평가가 중학교 학습자의 영어 말하기 능력과 정의적인 측면에 어떠한 영향을 미치는지 연구하고자 한다. 이를 위해 중학교 2학년 학습자 110명을 대상으로 총 5회의 말하기 수행평가를 실시하였는데, 실험 집단 54명에게는 말하기 디지털 포트폴리오 평가를 실시하고 통제 집단 56명에게는 교사 평가만을 실시하였다. 본 실험 연구를 통해 얻어진 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 실험 집단과 통제 집단간 말하기 능력 향상도에서는 유의미한 차이가 없었으나, 실험 집단 내에서는 유창성 영역에서 유의미한 향상을 나타내었으며, 특히 유창성, 적절성, 총괄적 영역에서 실험 하위 집단 학습자들의 향상도가 가장 크게 나타났다. 이를 통해 디지털 포트폴리오 평가가 실험 집단, 특히 실험 하위 집단의 말하기 능력 향상에 더욱 긍정적인 영향을 미쳤음을 알 수 있었다. 둘째, 학습자들의 말하기 능력 변화가 실제적으로 어떻게 나타났는지를 구체적으로 알아보기 위해 실험•통제 집단 일부 학습자들의 사전•사후 말하기 평가 발화와, 실험 집단 상•하위 일부 학습자들의 말하기 포트폴리오 발화를 전사하여 분석한 결과, 실험 집단 학습자들이 정확성과 유창성 영역에서 꾸준한 향상을 나타내었다. 셋째, 실험•통제 집단의 영어 학습 및 영어 말하기에 대한 정의적 측면 변화를 설문 조사를 통해 분석한 결과, 실험 집단과 통제 집단간 향상도에서는 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 그러나 실험 집단 내에서는 정의적 측면 전반적으로 유의미한 향상을 나타내었고, 특히 실험 하위 집단의 경우, 영어 학습에 대한 흥미와 학습 욕구, 영어 말하기에 대한 흥미와 상위인지전략 등 가장 폭넓은 영역에서 유의미한 향상을 나타내었다. 이는 디지털 포트폴리오 평가가 하위 학습자들의 정의적인 측면에 더욱 긍정적인 역류효과를 줄 수 있음을 시사한다. 넷째, 실험 집단 학생들을 대상으로 한 사후 심화 설문과 면담 분석 결과, 학습자들은 동영상을 통해 자신의 영어 말하는 모습을 직접 보는 것이 새롭고 흥미로웠으며, 자가평가를 통해 자신의 부족한 점을 발견하고 고치기 위해 더욱 노력하게 되었다고 하였다. 또한 실험 집단의 과반수 이상의 학습자들이 영어 시간에 가장 배우고 싶은 영역으로 말하기를 응답하였고, 대부분의 학생들이 말하기 디지털 포트폴리오 평가 활용에 대해서 바람직하다는 의견을 나타내었다. 이는 말하기 디지털 포트폴리오 평가가 학생들의 말하기 학습에 대한 필요성을 깨닫게 해주고 동기를 부여해 주는 데 효과적이며, 학습자 주도적 학습을 위한 좋은 방안이 될 수 있음을 보여준다. 이러한 연구 결과는 디지털 포트폴리오를 활용한 말하기 수행 평가가 영어 교육 현장에서 학생들의 영어 말하기 능력 향상과 정의적 측면에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 이러한 평가가 교육 현장에 활용된다면, 영어 교육의 궁극적인 목표인 의사소통능력 신장에 도움이 될 뿐 아니라, 현대 교육에서 중시되는 학습자 주도적 학습 능력의 함양에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.;With the criticism on the traditional standardized testing, performance- based language testing which emphasizes not only on learners’ performance but also its process has been introduced as an alternative assessment. Portfolio assessment, one of the alternative assessments, examines students’ achievement, improvement, and process such as goal setting and self-assessment through the collection of students’ works so that it hasbeen regarded as a learner-centered approach to learning and testing. In terms of the fact that the 7th curriculum not only focuses on student-centered learning and communicative competence but also recommends an appropriate use of multimedia to encourage learners’ interest and motivation, this research on speaking performance assessment using digital portfolio can be meaningful in the English education field. The purpose of this study is to see the impact of digital portfolio assessment on Korean middle school students’ English speaking ability and affective aspects. For this purpose, an experiment was conducted where the experimental group participated in the five times' digital portfolio assessment and the control group was evaluated only by teacher. The main results of this experimental study are as follows: First, there was no statistically significant difference between the control group and the experimental group in the English speaking ability. However the experimental group showed meaningful improvement in fluency and lower-proficiency students in the experimental group made progress the most over all. Second, it was found, through the analysis of the transcription of the students’ speaking performance, that the experimental group showed continuous progress in accuracy and fluency through the feedback from teacher and self-assessment during the digital portfolio assessment. Third, there was no statistically significant difference between the control group and the experimental group in the affective areas. However the experimental group showed a meaningful improvement over all and lower-proficiency students in the experimental group showed meaningful statistical rise in interest, motivation, self-confidence and meta-cognitive strategy. This result indicates that digital portfolio assessment has positive effects on the affective aspects. Furthermore, analyzing further questionnaires and interviewing students in experimental group, it was found that students think digital portfolio interesting and helpful for self-assessment. The results show that most of students in the experimental group got interested in speaking English and thought utilizing digital portfolio in the class desirable. This means that digital portfolio helps motivate students to learn speaking and can be a good method for self-directed learning. As the above results of this study suggest, speaking performance assessment using digital portfolio has positive effects on middle school students’ English speaking ability and affective aspects. If this assessment is applied to the English education field, it will be able to make contributions not only for the improvement in communicative competence which is the ultimate aim of English education but also for self-directed learning which is important in the modern education.논문개요 = ix I. 서론 = 1 II. 이론적 배경 = 4 A. 언어 수행평가 = 4 1. 전통평가의 문제점과 수행평가의 필요성 = 4 2. 수행평가의 정의 및 특성 = 5 B. 포트폴리오 평가 = 8 1. 포트폴리오 평가의 정의 = 8 2. 포트폴리오 평가의 장단점 = 9 3. 디지털 포트폴리오 평가 = 10 C. 말하기 수행평가 = 13 D. 선행연구 = 22 III. 연구방법 = 26 A. 연구질문 = 26 B. 연구대상 = 27 C. 실험자료 = 27 D. 실험절차 = 36 E. 연구의 제한점 = 47 IV. 연구 결과 분석 및 논의 = 48 A. 말하기 디지털 포트폴리오 평가가 영어 말하기 능력 향상 에 미치는 영향 = 48 1. 실험·통제 집단의 영어 말하기 능력 변화 비교 = 48 2. 실험·통제 집단의 상·하위 수준별 영어 말하기 능력 변화 비교 = 50 B. 실험·통제 집단의 사전·사후 말하기 발화 분석 = 57 1. 정확성의 측면 = 57 2. 유창성의 측면 = 59 C. 말하기 디지털 포트폴리오 발화 분석을 통한 실험 집단 학습자들의 말하기 능력 변화 과정 분석 = 62 1. 실험 집단 상위 학습자 발화 분석 = 62 2. 실험 집단 하위 학습자 발화 분석 = 63 D. 말하기 디지털 포트폴리오 평가가 영어 학습 및 말하기의 정의적 측면에 미치는 영향 = 65 1. 실험·통제 집단의 영어 학습 및 말하기에 대한 정의적 측면 변화 비교 = 65 2. 실험·통제 집단의 상·하위 수준별 영어 학습 및 말하기에 대한 정의적 측면 변화 비교 = 67 E. 실험 집단의 사후 심화 설문 및 면담 결과 분석 = 72 V. 결론 = 79 참고문헌 = 83 부 록 = 93 Abstract = 12

Blockade of H2O2-induced astrocytes death by ciclopirox via maintaining the mitochondrial metabolic function

산화적 스트레스 (oxidative stress)는 상당히 많은 퇴행성 신경질환에 의해 일어나는 뇌 손상에 기여해 왔다. 특히 과산화수소 (H_(2)O_(2))는 산화적 스트레스를 일으키는데 널리 사용되고 있는 막 투과 활성 산소종(reactive oxygen species)이다. 과산화수소에 의해 유도된 산화적 상해는 미토콘드리아의 막 전위의 탈 분극 (depolarization)과 팽창 같은 미토콘드리아의 손상을 일으킨다. 현재의 연구에서 과산화수소는 미토콘드리아의 막 전위의 탈 분극을 통해 신경 교세포의 사멸을 일으킨다. 세포와 미토콘드리아의 손상은 ciclopirox (CPX)에 의해 완벽하게 회복된다. 일반적으로, CPX는 세포 주기 진행의 억제물질로 사용되어 왔다. 그러나 현재의 연구에서 보여준 CPX의 보호효과는 세포 주기 진행의 억제로서가 아니다. 또한 CPX에 의한 보호는 활성 산소종의 제거 때문에도 아니다. 분리된 간 미토콘드리아에서, 과산화수소는 아마도 투과성전이 통로의 개방증가에 의해 미토콘드리아의 호흡속도를 감소시키고, 미토콘드리아의 막 전위를 탈 분극 시키고, 미토콘드리아를 팽창시켰다. CPX는 완벽하게 미토콘드리아의 호흡 감소를 회복했고, 막 전위를 탈분극과 미토콘드리아의 팽창을 막았다. CPX의 미토콘드리아의 기능에 대한 보호 효과의 정확한 기전은 모호함에도 불구하고, CPX는 과산화수소에 의해 일어나는 발작과 외상 같은 퇴행성 신경질환에 유용할 것이다.;Oxidative stress has been contributed to the brain damage caused by a relatively large number of neurodegenerative diseases (Cohen and Kesler, 1999; Berman and Hastings, 1999; Sims et al.,2000; Hoyt et al., 1997). Particularly, hydrogen peroxide (H_(2)O_(2)) is a membrane-permeable reactive oxygen species that is widely used to induce oxidative stress. Oxidative insult elicited by (H_(2)O_(2)) causes mitochondrial damage such as depolarization of mitochondrial membrane potential (△Ψ_(m)) and swelling, etc. In the present study, (H_(2)O_(2)) causes the death of astrocytes via depolarization of mitochondrial transmembrane potential (△Ψ_(m)). Cellular and mitochondrlal damages were completely blocked by ciclopirox (CPX). Commonly, CPX has been used as a inhibitor of the cell cycle progression, but the protective effect by CPX shown in the present study was not attributable to the inhibition of the cell cycle progression. The protection by CPX was not due to scavenging the reactive oxygen species, either. In isolated liver mitochondria, (H_(2)O_(2)) decreased the mitochondrial respiration rate, depolarized MTP, and swolled the mitochondria probably by increasing the permeability transition pore opening. CPX completely reversed the decrease of mitochondrial respiration, and inhibited the depolarization of △Ψ_(m) and the swelling of mitochondria. Although the exact mechanism of protective effect of CPX on mitochondrial function is obscure, CPX may be useful in (H_(2)O_(2))-mediated neurodegenerative diseases such as stroke and trauma.CONTENTS = Ⅰ LIST OF FIGURES = Ⅲ Abstract = Ⅴ Introduction = 1 Materials and Methods = 3 A. Materials = 3 B. Methods = 4 1. In astrocyte = 4 1) astrocyte culture = 4 2) Measurement of cell death = 5 3) Measurement of mitochondrial transmembrane potential = 5 4) Measurement of H_(2)O_(2) = 6 2. In isolated liver mitochondria = 6 1) Isolation of liver mitochondria = 6 2) Measurement of the mitochondria respiration = 7 3) Measurement of the mitochondrial membrane potential (△Ψ_(m)) = 7 4) Mitochondrial swelling = 8 5) 2-Deoxy-D-ribose assay for detecting hydroxyl radicals = 8 6) Data evaluation = 9 Results = 9 1. In astrocytes = 9 1) Prevention of the H_(2)O_(2)-induced cell death by ciclopirox = 9 2) Content of ROS is unaltered by ciclopirox = 10 3) Blockade by ciclopirox of mitochondrial transmembrane potential (MTP) depolarization = 19 2. In isolated liver mitochondria = 23 1) Mitochondrial respiration = 23 2) Effect of ciclopirox on mitochondrial respiration = 23 3) Effect of ciclopirox on mitochondrial transmembrane potential (MTP) = 24 4) Effect of ciclopirox on mitochondrial permeability transition pore (MPT) = 25 Discussion = 40 References = 44 국문초록 = 50 감사의 글 = 5

건강보험 청구데이터를 활용한 메르스 발생 전·후 외래 의료 이용변화

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 보건대학원 보건학과(보건정책관리학전공), 2019. 2. 정완교.2015년 한국의 메르스(MERS) 유행은 일상생활에 많은 영향을 미쳤으며, 당시 메르스 확진자의 대다수는 병원을 통해 감염됨이 알려짐에 따라 유행기간 동안 병원을 방문하는 환자의 행동에 영향을 주었을 것으로 예상되었다. 하지만 지금까지 메르스 유행기간 동안의 외래 의료이용에 대해 국가를 대표하는 자료원을 이용한 전국 단위 연구는 찾아보기 어려웠다. 이에 본 연구는 상급종합병원과 종합병원을 중심으로 한 메르스 유행기간 중 발생한 외래 의료이용의 변화를 2014년과 2015년 건강보험심사평가원의 심사결정 데이터를 이용하여 분석하였다. 분석 결과 메르스의 영향으로 상급종합병원과 종합병원 외래 의료이용 변화가 가장 두드러졌던 기간은 메르스 관련 의료기관명의 공식 발표가 있었던 6월 7일부터 7월 18일까지 6주간이었다. 메르스 효과로 인한 외래의료이용의 변화는 약 30% 수준이었으며, 지역별 분석에서 외래내원일수의 감소가 큰 지역은 메르스 확진자 다발생 지역과 같았다. 메르스 유행이 환자들의 외래 의료기관 이용에 미친 영향은 연령별, 보험의 종류, 의료기관의 종별, 질환의 중증도 별로 상이하였으며, 이는 평소 환자들의 외래 진료 이용 경향과 관련이 있는 것으로 보였다. 본 연구는 메르스 유행이라는 보건학적 위기 상황에서 전국단위 외래 의료이용 변화를 통해 인구집단 특성별 외래의료 이용행태를 조망하였다. 이는 향후 메르스와 같은 대규모 유행병 발생시 의료이용을 위한 정책방안 마련뿐만 아니라 인구집단 특성별 외래이용의 행태를 이해하는 기초자료로써 의의를 가진다.제1장 서 론 1 제1절 연구의 배경 및 필요성 1 제2절 연구의 목적 2 제2장 이론적 고찰 3 제1절 메르스 3 제2절 전염병과 의료이용 5 제3절 의료이용결정요인 6 제3장 연구설계 8 제1절 자료원과 변수의 정의 8 가. 자료원 및 분석대상 8 나. 변수의 정의 14 다. 분석대상의 일반적 특성 16 제2절 이중차분법 28 제4장 분석결과 31 제1절 메르스 유행기간 설정 31 제2절 메르스 영향의 분석 40 가. 분석범위 결정 40 나. 그룹별 분석 42 다. 연령별 분석 47 라. 지역별 분석 53 제5장 논의 및 결론 59 제1절 연구결과 고찰 59 제2절 연구의 한계와 제언 61 참고문헌 63 표 목차 메르스 확진자의 인구학적, 역학적 특성 4 건강보험과 의료급여의 비교 13 중증그룹 산정특례 대상 13 경증그룹 산정특례 대상 13 변수설명 15 2014년‧2015년 의료보장 인구현황 16 5개년 건강보험 적용인구 1인당 연간 의료기관 외래내원일수 22 5개년 의료급여 적용인구 1인당 연간 의료기관 외래내원일수 22 5개년 시도별 건강보험 적용인구 1인당 연간 의료기관 외래내원일수 26 5개년 시도별 의료급여 적용인구 1인당 연간 의료기관 외래내원일수 26 연도별 종별 요양기관 현황 28 단순 이중차분 계산방법 29 선행연구별 메르스 기간 정의 32 2014년도 대비 2015년도 주간 건강보험‧의료급여 외래내원일수 증감률 분석 35 이중차분법을 이용한 메르스 기간의 설정 (건강보험, 의료급여) 39 이중차분법을 이용한 메르스 기간의 설정 (중증그룹, 경증그룹) 39 건강보험·의료급여 메르스 영향 분석결과 40 건강보험·의료급여 메르스 영향 세부 분석결과_종별 41 그룹별 메르스 영향 분석결과 46 건강보험, 연령별 2014년 대비 2015년 외래내원일수 증감률 48 의료급여, 연령별 2014년 대비 2015년 외래내원일수 증감률 48 중증그룹, 연령별 2014년 대비 2015년 외래내원일수 증감률 50 경증그룹, 연령별 2014년 대비 2015년 외래내원일수 증감률 50 메르스 영향 분석결과_연령별 52 건강보험, 지역별 2014년 대비 2015년 외래내원일수 증감률 54 의료급여, 지역별 2014년 대비 2015년 외래내원일수 증감률 54 중증그룹, 지역별 2014년 대비 2015년 외래내원일수 증감률 55 경증그룹, 지역별 2014년 대비 2015년 외래내원일수 증감률 55 메르스 영향분석 결과_지역별 57 메르스 영향분석 결과_지역별 58 부표 1. 건강보험 회귀분석 결과 66 부표 2. 의료급여 회귀분석 결과 67 부표 3. 중증그룹 회귀분석 결과 68 부표 4. 경증그룹 회귀분석 결과 69 그림 목차 Andersen 모형을 응용한 연구모형 7 5개년 건강보험 입원‧외래 의료이용량 변화 9 데이터 구축방법 10 5개년 건강보험 적용인구의 연령별 현황 18 5개년 의료급여 적용인구의 연령별 현황 18 5개년 건강보험 적용인구의 연령별 외래내원일수 현황 19 5개년 의료급여 적용인구의 연령별 외래내원일수 현황 19 5개년 건강보험 1인당 연간 의료기간 외래내원일수 현황 22 5개년 의료급여 1인당 연간 의료기간 외래내원일수 현황 22 5개년 시도별 건강보험 의료기관 외래내원일수 현황 23 5개년 시도별 의료급여 의료기관 외래내원일수 현황 23 5개년 시도별 건강보험 적용인구 현황 24 5개년 시도별 의료급여 적용인구 현황 24 상급종합병원, 종합병원, 병원, 의원 기관수 연도별 추이 27 이중차분분법 29 건강보험 2014∼2015년 주별 외래 내원일수 증감률 변화 34 의료급여 2014∼2015년 주별 외래 내원일수 증감률 변화 34 2014‧2015년 일별 내원일수 및 이벤트 정리 37 건강보험 상급종합병원‧종합병원 주차별 외래 내원일수 44 의료급여 상급종합병원‧종합병원 주차별 외래 내원일수 44 중증그룹 상급종합병원‧종합병원 주차별 외래 내원일수 45 경증그룹 상급종합병원‧종합병원 주차별 외래 내원일수 45Maste

Memory Bandwidth Analysis of Various Layer Types on Convolutional Neural Networks

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 융합과학기술대학원 융합과학부, 2018. 2. 안정호.Machine learning은 고성능 컴퓨팅 기술의 급격한 발전과 높은 이미지 인식률을 통해서 미래의 핵심 기술로 주목 받고 있다. 이미지 인식 분야에서 CNN의 효용성과 함께 다양한 종류의 CNN 알고리즘이 등장하였다. 최신 알고리즘은 높은 이미지 인식 정확도를 얻기 위해 깊은 계층을 선호한다. 또한, 안정적인 학습과 추가적인 정확도 향상을 위해 다양한 구조의 convolution 계층과 non-convolution 계층을 사용하는 등 다양한 형태로 개발되고 있다. CNN의 대중화와 함께 학계와 산업계에서는 machine learning을 전문적으로 수행하는 하드웨어 가속기 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만, 메모리 대역폭의 향상은 상대적으로 더디므로 CNN 알고리즘에서 효율적인 메모리 사용을 위한 분석이 필요하다. 최신 CNN 알고리즘들은 계층 개수의 증가와 많은 양의 training 데이터 사용으로 많은 메모리 공간을 필요로 한다. CNN 알고리즘을 수행하기 위해 대표적으로 사용되는 GPU는 메모리 크기의 한계로 large scale 환경에서 알고리즘을 실행하는데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 제안된 기술들은 하드웨어의 개수를 증가시켜 부족한 메모리 용량을 대신하거나 메모리 가상화 기술을 이용하여 GPU의 평균 메모리 사용량을 줄였으나 성능 하락을 수반한다. 본 논문에서는 효율적인 메모리 사용을 위해 CNN 알고리즘들의 시대별 특징과 변화 방향에 대해서 분석하고 계층 특성에 따른 메모리 접근 성향에 대해서 분석하였다. 추가적으로 높은 대역폭과 대용량의 메모리를 이종으로 지원하는 하드웨어를 이용하여 large scale 환경에서 CNN 알고리즘의 성능을 최적화하는 방법을 제안하였다. 실제 KNL 하드웨어에서 제안한 방법을 적용한 결과 최대 32%의 성능 향상을 보였다.제 1 장 서론 1 제 2 장 배경 5 제 1 절 시대 별 CNN 알고리즘 특징 5 1. Convolution filer 크기의 변화 6 2. 알고리즘 별 메모리 요구량 8 3. Batch normalization 9 제 2 절 Intel Knights Landing 10 제 3 장 CNN 알고리즘의 메모리 대역폭 분석 및 Large scale 환경을 위한 하드웨어 활용 12 제 1 절 Convolution filter 크기 변화에 따른 메모리 대역폭 변화 12 제 2 절 Batch normalization 적용에 따른 메모리 대역폭 변화 17 제 3 절 Large scale 환경을 위한 하드웨어 활용 19 1. 하드웨어 가속기의 메모리 용량 한계 19 2. Large scale 환경에서의 Intel Knights Landing 활용 21 3. MCDRAM의 cache mode 활용 21 제 4 장 실험 및 결과 24 제 1 절 실험 환경 24 제 2 절 CNN 알고리즘의 메모리 대역폭 분석 실험 24 제 3 절 Large scale 환경에서의 수행 시간 측정 26 제 5 장 결론 28 참고 문헌 30 Abstract 34Maste