고성능 이차전지 음극재용 금속 인황화물: 반응 매커니즘 및 전기화학 특성에 대한 연구

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 재료공학부, 2023. 2. 홍성현.휴대용 전자기기, 전기자동차(EV), 에너지 저장 시스템(ESS)의 급속한 발전으로 인해 고에너지 및 전력 밀도를 가진 에너지 저장 장치에 대한 수요가 매년 증가하고 있다. 재충전식 리튬 이온 배터리(LIB)와 소듐 이온 배터리(SIB)는 전 세계에서 가장 일반적으로 사용되는 에너지 저장 장치이다. 따라서, 높은 에너지 밀도에 대한 요구를 충족하기 위해서는 LIB 및 SIB의 고성능 음극 재료에 대한 연구가 시급하다. LIB 및 SIB 음극 재료의 많은 후보 중에서 전환 반응 음극은 높은 이론 용량으로 인해 잠재적인 후보가 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 전환형 음극의 수명 및 고속 충-방전 성능은 충-방전 사이클링 과정에서 수반하는 심각한 부피 변화와 낮은 전기 전도성 때문에 상용 LIB 및 SIB에 적용되기에는 미흡한 특성을 보인다. 이러한 단점을 극복하기 위해 조성 제어, 나노 구조 설계 등 많은 해결책이 제안되었다. 그러나 기존 접근 방식에는 각각의 자체적인 단점이 있어 고성능 음극 개발에 대한 새로운 전략이 필요하다. 따라서 본 연구는 고성능 LIB 및 SIB를 위한 새로운 음극 재료를 개발을 목표로 한다. 이를 위해 금속 화합물 소재의 내재적 및 외재적 특성 변화에 대한 독창적이고 새로운 방법들을 제시하였다. 금속 황화물 음극에 다른 종류의 금속 양이온을 도입함으로써 독특한 반응 매커니즘을 이끌어내어 전기화학적 특성을 향상시켰다. 또한, 금속 인황화물 소재의 음이온 조성을 정밀하게 제어하여 각 음이온의 반응 전위 변화를 유도함으로써 Na 이온과의 전기화학적 반응이 보다 활발하게 이루어지도록 하였고, 사이클 및 고속 충-방전 성능 향상을 위해 흑연질 탄소 코팅을 위한 간단한 공정법이 새롭게 적용되었다. 먼저, NiTi2S4 (NTS) 삼성분계 금속 황화물은 높은 이론 용량과 전기 전도성으로 인해 우수한 전기화학 특성을 나타낼 것으로 기대되어 최초로 LIB 음극 특성 평가를 진행하였다. 고에너지 기계적 밀링법을 사용하여 합성된 NTS는 1000 mA h g-1의 전류 밀도에서 50 사이클 후 635 mA h g-1의 가역 용량을 보이며, TiS2 및 물리적으로 혼합된 Ni-2TiS2 복합체와 비교하여 우수한 수명 특성을 나타냈다. 이러한 우수한 성능은 첫 번째 방전 과정에서 NTS가 Li 이온과의 전환 반응을 거쳐 Ni 나노 결정이 생성되고, 이후에는 Ni 나노 결정이 비활성 상태로 유지되는 독특한 반응 매커니즘에 기인하였다. 생성된 Ni 나노 결정은 음극 활물질 내부에 미세하게 분포되어 활물질의 부피 변화를 억제하고 전기 전도도를 증가시켜 NTS의 전기화학 특성을 향상시켰다. 또한, 그래핀을 20 wt% 첨가함으로써 NTS의 수명 특성 및 고속 충-방전 성능이 향상되었다. NTS-G 복합체는 5000 mA g-1의 전류 밀도에서 1000 사이클 후 452 mA h g-1의 가역 용량을 유지하였다. 둘째로, 고에너지 기계적 밀링에 의해 음이온 치환형 NiP2-xSx 고용체 소재를 합성하고, SIB용 음극으로서의 전기화학적 특성을 조사하였다. 전 조성 범위에서 두 엔드 멤버(NiP2 및 NiS2) 간의 전율 고용체 형성이 가능하였다. 합성된 수백 나노미터 크기의 NiP2-xSx 고용체 나노 분말은 ~20 nm 크기의 나노 결정으로 구성되었다. 고용체는 각 음이온의 산화환원 반응에 영향을 미쳐 Na 이온과의 반응 전위를 변화시킴으로써 P와 Na 이온의 반응을 활성화시키고 방전 용량을 증가시켰다. NiP2-xSx 고용체는 Na 이온과 순차적인 전환 반응을 보여 전환 반응 생성물(Na3P, Na2S, Ni)의 나노 복합체를 형성하여 부피 변화를 효과적으로 감소시키고, 활물질의 입자간 응집을 방지하며, 전자 및 이온 이동을 용이하게 하였다. 결과적으로, NiP1.5S0.5 고용체 전극은 500 mA h g-1의 높은 전류밀도에서 200 사이클 후 299 mA h g-1의 가역용량을 나타내어 우수한 사이클 안정성을 보였다. 마지막으로, 흑연질 탄소층이 코팅된 ZnPS3가 고성능 LIB 및 SIB 음극 재료로써 최초로 제시되었다. ZnPS3는 간단한 P2S5 플럭스 반응을 통해 합성하였다. ZnPS3의 입자 크기 감소 및 흑연질 탄소 코팅은 다중벽 탄소 나노튜브와의 고에너지 기계적 밀링으로 달성하였다. 방전 과정에서 ZnPS3 상은 리튬 이온과의 전환 반응에 이어 Zn과 Li 이온의 합금 반응을 거치게 된다. 흑연질 탄소가 코팅된 ZnPS3 전극은 LIB 음극으로서 100 mA g-1에서 1419/969 mA h g-1의 높은 초기 방전/충전 용량을 보이는 반면, 최초 합성된 ZnPS3는 입자 크기가 너무 커서 초기 비가역 반응으로 인해 매우 낮은 충전 용량을 나타낸다. 흑연질 탄소 코팅 ZnPS3 전극은 2000 및 5000 mA h g-1의 높은 전류밀도에서 300 사이클 후에 각각 770 mA h g-1과 670 mA h g-1을 전달하여 매우 우수한 고속 충-방전 및 수명 특성을 달성하였으며, 이는 해당 전극의 상용화 가능성을 시사한다. 흑연질 탄소 코팅된 ZnPS3 전극을 SIB 음극으로 적용할 경우 LIB에서와 유사한 반응 매커니즘(전환 + 합금 반응) 및 전기화학적 특성을 나타냈다. 흑연질 탄소가 코팅된 ZnPS3 전극은 500 mA g-1의 높은 전류밀도에서 200 사이클 후 421 mA h g-1의 가역용량을 유지하였다. 위와 같은 일련의 연구들을 통해 고용량 전환형 금속 화합물 – 특히, 금속 인황화물 – 음극 소재의 본질적인 한계를 극복하기 위한 새로운 조성 및 나노 구조 제어를 제시하였고, 고성능 LIB 및 SIB 음극재 개발을 성공적으로 달성하였다. 본 연구에서 얻은 결과는 차세대 LIB 및 SIB 음극에 적용될 수 있는 금속 인황화물의 우수한 전기화학적 성능을 입증하였다. 더 나아가서, 본 연구에서 사용된 방법들은 금속 인황화물 뿐만 아니라 다른 많은 음극 후보 소재들에도 적용이 가능할 것으로 생각되어 고성능 음극 개발의 해결책이 될 수 있을 것으로 기대된다.Owing to the rapid development of portable electronics, electric vehicles (EVs), and energy storage system (ESS), the demand for high energy and power densities are escalating every year. Rechargeable lithium ion batteries (LIBs) and sodium ion batteries (SIBs) are the most commonly used energy storage devices world-wide. Therefore, exploring high-performance anode materials for LIBs and SIBs is urgent to meet the requirements for high energy density. Among many candidates for the LIB and SIB anode materials, conversion-type anodes can be a potential candidate due to their high specific capacity. Nevertheless, their cycle and rate performances are still unsatisfactory for commercial LIBs and SIBs, because of their severe volume change during discharge/charge cycling and poor electronic conductivity. Many solutions were proposed to overcome such shortcomings, such as composition control and nanostructure design. However, the conventional approaches have drawbacks of their own, which requires novel strategies for high-performance anodes. This thesis aims to develop novel anode materials for high-performance LIBs and SIBs. Novel and original intrinsic and extrinsic modifications have been adopted on metal compounds for this purpose. Incorporation of different kind of metal cation in metal sulfide anode resulted in improved electrochemical properties, which were attributed to the unique reaction mechanism. Also, precise control of the anion composition in metal phosphosulfide led to more active electrochemical reaction with Na ions via reaction potential shifts of each anion. Moreover, a new and facile method for graphitic carbon coating was suggested for cycle and rate performance enhancement. Firstly, NiTi2S4 (NTS) ternary sulfide was investigated as a novel and promising LIB anode for its high theoretical capacity and electrical conductivity. NTS was synthesized by a facile high energy mechanical milling method and its electrochemical properties have been examined. Compared to bare TiS2 and physically mixed Ni-2TiS2 composite, NTS exhibited the better cyclability delivering the reversible capacity of 635 mA h g−1 after 50 cycles at a current density of 1000 mA g−1. The excellent cycle performance was attributed to its unique reaction mechanism where Ni nanocrystallites were generated after the first conversion reaction during lithiation and remained inactive during the subsequent cycles. In situ generated Ni nanocrystallites were finely distributed inside the active material, restrained the volume change of the active material, and increased the electrical conductivity, leading to enhanced electrochemical properties. Moreover, the addition of 20 wt % graphene improved the cycle performance and rate capability of NTS. The NTS-G composite retained the reversible capacity of 452 mA h g−1 after 1000 cycles at the current density of 5000 mA g−1. Secondly, anion exchanged NiP2-xSx solid solution series were synthesized by high-energy mechanical milling, and their electrochemical properties as an anode for SIB were investigated. A complete solid solution was achieved between two end members (NiP2 and NiS2). The as-synthesized NiP2-xSx solid solutions were a few hundred nanometer-sized nanopowders composed of ~ 20 nm sized nanocrystallites. The solid solution affected the redox reactions of each end member and shifted the sodiation/desodiation potentials, which activated the reaction between P and Na-ions and increased the discharge capacity. The NiP2-xSx solid solutions exhibited sequential conversion reactions with Na ions, resulting in a nanocomposite of sodiation products (Na3P, Na2S, and Ni), which effectively reduced the volume change, prevented the agglomeration of active materials, and ensured the electron and ion transport. Consequently, the NiP1.5S0.5 solid solution electrode exhibited excellent cycle stability, delivering a reversible capacity of 299 mA h g−1 after 200 cycles at a high current density of 500 mA g−1. Lastly, graphitic carbon coated ZnPS3 is introduced as a novel and high-performance LIB and SIB anode material for the first time. ZnPS3 is synthesized via a simple P2S5 flux reaction. Particle size reduction and graphitic carbon coating are achieved by high energy mechanical milling with multiwall carbon nanotubes. During lithiation process, the ZnPS3 phase undergoes a conversion reaction followed by an alloying reaction of Zn with Li ions. The graphitic carbon coated ZnPS3 electrode delivers a high initial discharge/charge capacity of 1419/969 at 100 mA g-1 as a LIB anode, while bare ZnPS3 shows negligible charge capacity due to its large particle size. A remarkable rate and cycle performance of the graphitic carbon coated ZnPS3 electrode is achieved at 2000 and 5000 mA g-1, delivering 770 and 670 mA h g-1 after 300 cycles, respectively, indicating the possible application of the graphitic carbon coated ZnPS3 anode for commercial LIBs. When the graphitic carbon coated ZnPS3 electrode is applied as a SIB anode, it shows a similar reaction mechanism (conversion + alloying) and electrochemical property as in LIB. The graphitic carbon coated ZnPS3 electrode maintains a reversible capacity of 421 mA h g-1 after 200 cycles at a high current density of 500 mA g-1. Overall, novel composition and structural engineering of the conversion-type metal compounds – especially metal phosphosulfides – to overcome the intrinsic limitations of the high-capacity conversion materials have been successfully introduced for high-performance LIB and SIB anode materials. The obtained results in this thesis proved the promising electrochemical performances of the metal phosphosulfides for next-generation LIB and SIB anodes. More importantly, the methods used in this thesis can also be applied to many other candidates which might be the breakthrough for the high-performance anode development.Chapter 1. Introduction 1 1.1. Overview: Li ion and Na ion Batteries (LIBs and SIBs) 1 1.2. Anode Materials for LIBs and SIBs 9 1.2.1. Insertion-Type Anodes 10 1.2.2. Alloying-Type Anodes 12 1.2.3. Conversion-Type Anodes 14 1.3. Composition Engineering for Electrochemical Property Control 20 1.3.1. Ternary Compounds 20 1.3.2. Cation Exchanged Solid Solutions 21 1.3.3. Anion Exchanged Solid Solutions 23 1.4. Extrinsic Design for High-Performance Anodes 28 1.4.1. Nanostructure Engineering 28 1.4.2. Nanocomposite Formation 29 1.5. Objective and Originality of Research 37 1.6. Bibliography 39 Chapter 2. Electrochemical Properties and Reaction Mechanism of NiTi2S4 Ternary Metal Sulfide as a Lithium Ion Battery Anode 47 2.1. Introduction 47 2.2. Experimental Procedure 50 2.2.1. Materials Preparation 50 2.2.2. Materials Characterization 51 2.2.3. Electrochemical Measurements 51 2.3. Results and Discussion 53 2.3.1. Synthesis and Physicochemical Characterization 53 2.3.2. Reaction Mechanism 60 2.3.3. Electrochemical Performance 66 2.3.4. NiTi2S4 Graphene Composite 76 2.4. Conclusion 85 2.5. Bibliography 86 Chapter 3. Solid Solution Effect on Reaction Potential and Cyclability of NiP2-xSx Anode for Sodium Ion Battery 89 3.1. Introduction 89 3.2. Experimental Procedure 92 3.2.1. Materials Preparation 92 3.2.2. Materials Characterization 92 3.2.3. Electrochemical Measurements 93 3.3. Results and Discussion 95 3.3.1. Synthesis and Physicochemical Characterization 95 3.3.2. Reaction Potential Shift and Activation Effect 107 3.3.3. Electrochemical Performance 121 3.4. Conclusion 135 3.5. Bibliography 136 Chapter 4. Synthesis of Graphitic Carbon Coated ZnPS3 and its Superior Electrochemical Properties for Lithium and Sodium Ion Storage 141 4.1. Introduction 141 4.2. Experimental Procedure 144 4.2.1. Materials Preparation 144 4.2.2. Materials Characterization 145 4.2.3. Electrochemical Measurements 146 4.3. Results and Discussion 148 4.3.1. ZnPS3 Synthesis and Graphitic Carbon Coating 148 4.3.2. Reaction Mechanism and Electrochemical Properties for LIB 164 4.3.3. Reaction Mechanism and Electrochemical Properties for SIB 182 4.4. Conclusion 188 4.5. Bibliography 189 Abstract in Korean 194 Acknowledgement 198박

Legislative tasks for the expansion of provision of the National Health Insurance for overseas Koreans focusing on the application of residence based participants in case of staying in Korea

의료법윤리학협동과정 법학전공국문 요약 재외동포의 국민건강보험 적용확대에 대한 입법정책적 과제 - 대한민국 체류 시 지역가입자 적용을 중심으로 - 한국의 국민건강보험은 1977년 시작된 이래 눈부신 발전을 거듭하여 1989년에는 전 국민을 대상으로 하는 보편적 의료보장을 실현하였다. 합리적 비용과 뛰어난 의료의 질, 효과적인 관리 등으로 인해 세계 각국의 벤치마킹 대상이 되고 있다. 그러나 재외동포에 대한 국민건강보험 적용은 미약하고 이마저도 논란의 대상이 되고 있다. 재외동포는 2016년 말 현재 세계에 740만이 흩어져 살고 있다. 이들은 한민족의 아픈 역사 속에서 타의에 의하여 각국으로 내몰린 조선인들과 그 후예들을 중심으로 하고 있다. 어려운 상황임에도 불구하고 열심히 노력하며 정착하고 고국을 위하여 여러 가지 도움을 주고 있다. 740만 해외동포의 존재자체가 한민족의 힘이고 경제력이다. 중국, 인도, 유대인 등은 전략적으로 자국의 재외동포 네트워크를 더욱 강화하면서 신자유주의 시대의 세계경쟁에서 앞서가려고 하고 있다. 한국도 재외동포에 대한 글로벌 네트워크를 강화하는 것을 목적으로 재외동포 정책을 펴고 있다. 강력한 재외동포 보호 및 국가전략화, 대한민국 특유의 한인네트워크 구축, 온라인 통합한인네트워크 구축, 지역별·역사적 특수성에 따른 재외동포정책 등이다. 재외동포에 대한 국민건강보험의 적용확대를 통하여 이러한 재외동포 정책을 실제적이고 강력하게 실현할 수가 있다. 재외동포는 한국국적을 가지고 외국에 거주하고 있는 재외국민과 외국국적을 소유한 한민족인 외국국적동포를 함께 일컫는 말이다. 재외동포에 대하여 재외동포법 등에서 보호의 대상이며 국민건강보험을 받을 권리를 가지고 있다. 재외국민은 헌법 제2조 제2항에 의하여 보호의 대상이고 외국국적동포는 헌법상 명문의 규정은 없으나 헌법이론적 측면에서 혈통주의에 따른 민족구성원으로서, 대한민국 국민으로서, 실질적 국적 보유자로서의 지위에 있다. 따라서 재외동포는 사회적 기본권의 주체로서의 지위, 사회국가원리, 사회연대성의 원리의 적용을 받으며 사회보장 및 건강권의 주체가 된다. 적극적 평등실현조치의 대상으로 내국인과의 형평성 및 평등권 침해 논란도 불식된다. 그리고 재외동포의 고국 의료서비스에 대한 기대가 크고 통일외교의 진작, 한민족네트워크 강화, 의료산업 활성화, 사회경제적인 측면 등에서 재외동포 국민건강보험 적용의 확대가 요청된다. 그러나 현행의 제도는 외국인이 주 대상이고 재외동포는 외국인에 대한 국민건강보험 적용의 부수적인 대우를 받고 있다. 재외동포 입장에서는 입국 3개월이 지나야 국민건강보험 적용을 받을 수 있고, 거주국 내에서는 진료를 받을 수 없으며, 혜택 받는 동포의 거주국 지역이 편중되고 있는 불편함이 있다. 내국인 입장에서는 평생 보험료를 납부하고 있는데 외국인 및 재외동포가 잠깐 와서 몇 개월 보험료를 내고 고가의 진료를 받고 자기나라로 돌아가는 먹튀를 하고 있다고 생각되어 불만이 많다. 외국인 및 재외동포의 수지는 적자이어서 보험재정이 가득이나 어려울 것으로 예상되는 마당에 걱정이 많다. 재외동포 국민건강보험 적용 확대 필요성, 현행 제도의 현황 및 문제점 인식을 바탕으로 전반적인 검토, 개선책을 생각해 보아야 할 때이다. 먼저 문제점은 1)입국 후 3개월 후로 자격취득 기간의 제한 2)한국 내에서만 보험급여 가능 및 거주국 현지에서의 진료 불가능 3)재외동포에 대한 별도의 규정 부존재 4)외국인 중심의 제도운영으로 재외동포와 외국인간의 차별성 미흡 5)소수 재외동포 거주국으로 편중된 이용 6)내국인과의 형평성 논란 등으로 정리된다. 이러한 고찰을 터 잡아 재외동포 국민건강보험 적용확대에 대한 입법정책적 과제를 제안한다. 단기적인 입법정책적 과제로는 1)재외동포 국민건강보험 적용에 대한 별도의 규정 제정 2)국내거주 기간의 단축 등이다. 중장기적인 입법정책적 과제는 큰 틀의 미래지향적인 관점에서의 과제이다. 상시적 보험료 부담, 글로벌 국민건강보험 네트워크를 전제로 한 입법정책적 과제의 제안이다. 구체적으로는 1)재외동포 국민건강보험에 대한 미래지향적인 종합계획 수립의 바탕위에서 2)글로벌 국민건강보험 네트워크 구축 3)글로벌 의료서비스 체계 구축 4)재외동포 국민건강보험의 별도 관리 5)의료관광 및 의료한류 등 활성화 등의 방향으로 개편해 나가야 한다. 이상과 같이 제안한 재외동포 국민건강보험 적용의 확대 입법정책적 방안은 단기와 장기, 현행 제도 내에서 가능한 것과 현행법령을 뛰어 넘고 많은 논의를 거쳐야 할 것 등으로 혼재되어 있어 가능한 것부터 단계적인 실행전략이 필요하다. 글로벌 국민건강보험 네트워크 및 글로벌 의료서비스 체계구축 시는 한민족이 긴밀한 네트워킹을 하면서 세계어디서나 편리하게 진료를 받고 세계 곳곳에 한국의 의료가 진출하여 의료관광과 의료산업이 획기적으로 활성화 될 것이다. 이를 실현하기 위한 많은 한계점들이 존재하며 후속연구를 기대한다. 맺는말은 소실대탐(小失大貪)을 되새겨야 한다는 것이다. 작은 것을 잃고 큰 것을 얻으라는 말이다. 재외동포에 대한 국민건강보험 적용확대는 잃는 것 같지만 더 큰 것을 얻게 된다. 아니 조금 더 살펴보면 사실은 잃는 것도 없다. 재외동포 국민건강보험 적용확대는 재외동포 보호의 중요정책으로서의 의료보장 실현은 물론 한민족과 대한민국과 번영된 미래비전을 추구할 수 있게 된다. 핵심 되는 말 : 재외동포, 국민건강보험법, 국민건강보험 적용, 재외동포의 법적 지위, 재외동포 정책, 재외동포 보호, 재외국민, 외국국적동포, 재외동포 네트워크, 의료수출, 의료산업, 의료관광open박

Systematic approach for evaluating forest functions using GIS

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :산림자원학과,2005.Docto

객체 지향 프레임워크를 위한 문서화 방안

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전산학과, 1998.2, [ v, [57] p. ]The software reuse is widely believed to be a key factor for improving software productivity as well as quality. One of the technologies promoting the reuse is object oriented frameworks, which can facilitate large scale reuse. Unfortunately, frameworks often pose a steep learning curve. To alleviate this problem, a documentation scheme for frameworks should consider specific aspects of frameworks. In this thesis, we propose a documentation scheme for frameworks. First, to propose an appropriate documentation scheme, we identify three major problems arising from documenting a framework: (1) the changed role of developers, (2) the difficulty of understanding the behavior of a framework, and (3) the size of the collection of many, seemingly unrelated classes in a framework. Our documentation scheme consists of three parts: overview, structural patterns, and behavioral patterns. We focus on representing collaborations among classes as a concrete work product to capture the delocalized strategy and providing a higher-level abstraction than classes and their methods. And we demonstrate a design process based on the proposed documentation scheme to show the effectiveness of our approach.한국과학기술원 : 전산학과

Monitoring and Checking Concurrent Java Programs with HDTL

정형 명세를 이용하여 구현된 프로그램이 수행 중에 명세를 만족시키는지 모니터링하고 검사하는 기법에 대한 연구들이 기존에 많이 수행되어 왔다. 이들은 주로 요구사항 명세언어로 시제논리 혹은 그것의 확장을 사용하게 된다. 이때 대부분의 연구는 실제 구현된 시스템이 가지는 동적인 변화를 제대로 요구사항 명세에 기술하고, 검사할 수 있는 언어를 제공하지 못하고 있다. 본 연구에서는 동적 시스템의 특성 명세언어로 기존에 제안했던 HDTL을 사용하여 동적인 자바 프로그램의 수행을 모니터링하고 검사하는 프레임웍을 제안한다

A Temporal Logic for Specification of Dynamic Systems and Its Verification

대부분의 객체지향 시스템을 비롯한, 복잡한 시스템들은 그 구성요소들이 시스템의 수행시간 중에 변하는 동적인 특성을 가지고 있다.하지만 대부분의 기존 분석기법들은 이러한 측면을 무시하고 있다. 이 논문에서는 이러한 동적 시스템을 명세하고 분석하기 위한 기법을 제안하고자 한다.이를 위해, 동적 시스템의 명세를 기술하기 위한 새로운 시제논리인 HDTL을 제안하고, 기존의 시제논리를 위한 분석기법을 수정하여 새로운 tableau 기법을 제안하였다. HDTL은 변수와 한정자를 사용하여 동적 시스템의 자동적 분석을 가능하게 하였다. 이 기법을 사용하여 우리는 시스템의 요구사항 명세를 기술하고, 시스템의 수행이 그 명세를 만족하는지를 살펴 볼 수 있다. 실험을 통해 HDTL과 분석기법의 적용성을 보였다

소프트웨어 모듈화를 위한 개념 분석 기법

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 전산학전공, 2008.2, [ vi, 94 p. ]Modularity is one of the most important principles in software engineering. According to modularity principle, the structure of software is decomposed into a set of relatively independent modules that hide inner details and only expose relevant information. The information hiding of modules supports to manage the complexity of software development. Among various proposals for automatic modularization of software designs, we follow the line of concept-based approaches that use the theory of Formal Concept Analysis (FCA). These approaches provide an intent, in the form of propositional formula, of an identified module and this intent is useful to interpret the meaning of the module. However, to apply concept-based approaches in large-scale software designs, the \emph{granularity problem} should be addressed. Roughly speaking, FCA generally results in a relatively fine granularity of modules because of the conjunctive characterization of formal concepts and, thus, may be inadequate for large-scale designs. To address this problem, we investigate recent proposals for concept formulations, named Property-Oriented Concept Analysis (POCA) and Object-Oriented Concept Analysis (OOCA). This investigation reveals that these recent concept formulations can provide \emph{coarser} modules than those of FCA. In addition, the formulation of OOCA guarantees the encapsulation of intents in identified modules and, thus, OOCA is superior to other concept formulations with respect to the principle of information hiding. Consequently, we decide the employment of OOCA in software modularization. For practicality, we employ Genetic Algorithm (GA) and design a chromosome representation to avoid the explicit construction of a concept lattice and the enumeration of concept partitions. Because there are generally very large number of concept partitions, it is inevitable to adopt a search technique for finding plausible concept partitions within a reasonable time. In ad...한국과학기술원 : 전산학전공

A Systematic Construction of Object-Oriented Methods

객체지향 방법론들은 이해하기 쉽고 확장성이 우수한 모델을 제공하기 때문에 현재 크고 복잡한 소프트웨어를 개발하기 위해서 널리 사용되고 있다. 객체지향 방법론들을 개발에 적용하기 위해서는, 첫째 개발방법론으로부터 과제 특성에 맞는 개발방법을 구성해야 하며, 둘째 이로부터 개발절차를 구성하여야 한다. 그러나 현재 제시되고 있는 객체지향 방법론들에서는 개발방법과 개발절차를 구성하는 과정을 개발자들의 이해와 직관에 의존하고 있다. 이를 개선하기 위해서 본 연구에서는 변용가능한 객체지향 방법론을 제안함으로써, 개발방법 구성의 문제를 체계적으로 지원하고자 한다. 개발방법의 구성을 체계적으로 지원하기 위하여 본 연구에서는 개발방법 구성의 문제를 계획구성의 문제로 변환하여 계획구성 기법을 적용한다. 계획구성의 과정에서 개발하고자하는 소프트웨어의 구조와 특성을 기술하는 아키텍쳐를 입력으로 받아들여 이에 적합한 개발방법이 계획된다. 아키텍쳐는 소프트웨어 개발과정에서 일관되게 유지되어야 하는 결정들을 기술하기 때문에 이를 중심으로 개발방법을 구성함으로써 소프트웨어의 특성을 효율적으로 반영할 수 있다