(기술) 핵심 타워 크레인-12문제(202103 고2 기출, 변형)
타워 크레인은 두 지브의 길이가 다르지만 평형을 유지하기 위해 지레의 원리를 사용한다. 지레의 원리에 따르면 FD=fd일 때 지레가 평형을 이루게 되는데, 이를 이용해 길이가 짧은 카운터 지브에 무거운 콘크리트 평형추를 설치하여 길이가 다른 두 지브의 평형을 유지하게 된다.
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(기술) OLED 소재 및 소자의 기초와 응용-해설(202303, 고1 모의)
이 글은 OLED 소자를 사용한 스마트폰에서 화면 내부 기판에 반사되는 외부광을 차단하여 야외 시인성을 개선하는 기술에 대해 소개하는 글이다. 명암비는 화면에 표현된 이미지가 얼마나 선명한지와 관련된 개념이며, 흰색을 표현할 때의 휘도를 검은색을 표현할 때의 휘도로 나눈 값이다. 외부광이 존재하는 환경에서 명암비를 높이면 야외 시인성을 높일 수 있는데, OLED 소자를 사용한 스마트폰에서는 편광판과 위상지연필름을 활용하여 검은색을 표현할 때의 휘도를 줄임으로써 스마트폰의 야외 시인성을 높인다.
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(기술) 디지털 이미지 워터마크-해설(202309, 고1)
I410-ECN-0102-2023-000-001633529 디지털 이미지 워터마킹은 디지털 이미지에 저작권자나 배급자의 서명, 마크 등의 특정 정보를 다른 사람들이 인식하지 못하도록 삽입하는 것을 말하고, 이때 삽입된 정보를 디지털 워터마크라고 한다. 디지털 이미지 워터마킹은 이미지의 공간 영역 활용 방식과 주파수 영역 활용 방식으로 나눌 수 있는데, 공간 영역 활용 방식으로는 LSB(Least Significant Bit) 치환 방법이 있고, 주파수 영역 활용 방식으로는 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하는 방법이 주로 쓰인다. LSB는 색상 변화에 가장 영향을 적게 주는 오른쪽 마지막 최하위 비트를 말하는데, LSB 치환 방법은 원본 이미지와 워터마크 이미지의 각 픽셀 데이터를 이진화하고 원본 이미지에 시각적인 변화를 주지 않기 위해 워터마크 이미지의 픽셀 데이터를 원본 이미지의 각 픽셀의 LSB에 하나씩 나누어 숨기는 방법이다.
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(기술) 나이테의 고고학-해설(202403, 고1 기출)
이 글은 나이테를 활용해 목제 유물의 제작 연도를 규명하는 방법을 설명하는 글이다. 나무는 매해 하나의 나이테를 만들고 나이테는 심재와 변재로 구성된다. 따라서 나무의 나이는 심재와 변재의 나이테 수를 합한 것이 된다. 나이테의 너비의 변화는 환경 요소에 의해 영향을 받는데, 이러한 나이테 너비의 변화 패턴을 활용해 목제 유물에 사용된 나무의 벌채 연도나 환경 조건을 추정하는 연륜 연대 측정이 가능하다. 먼저, 살아 있는 나무의 연륜 연대기를 작성하고 오래지 않은 과거에 제작된 목제 유물의 연륜 연대기와 패턴이 겹치는 부분을 활용해 이 둘의 연대기를 연결한다.
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(과학 기술 4) 관계형 데이터베이스와 릴레이션-해설(2023학년도 수능특강)
이 글은 오늘날 널리 사용되는 데이터베이스인 관계형 데이터베이스에서 릴레이션이 갖는 특성을 소개한다. 릴레이션은 하나의 개체에 대한 표인데 고유한 특성을 갖는다. 릴레이션의 열은 개체의 다양한 속성을 나타내고 행은 개체와 관련된 개별 항목을 나타낸다.
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(기술) 인공지능 음성 언어 비서 시스템의 자연어 처리 기술-해설(202203, 고2)
이 글은 음성 언어 비서 시스템에서 통계 데이터를 활용하여 단어나 문장의 오류를 보정하는 자연어 처리 기술인 철자 오류 보정 방식과 띄어쓰기 오류 보정 방식을 소개하고 있는 글이다. 철자 오류 보정 방식은 교정 사전과 어휘별 통계 데이터를 기반으로 잘못된 문자열을 올바른 문자열로 바꿔 주는 방식이며, 띄어쓰기 오류 보정 방식은 띄어쓰기가 올바르게 구현된 문장에서 추출한 통계 데이터와 비교하여 잘못된 띄어쓰기를 보정해 주는 방식이다.
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(과학 기술 09) 인공 지능이 만드는 진화 음악-해설(2024학년도 수능특강)
(I410-113-24-02-088004064) 컴퓨터가 만드는 음악인 진화 음악 중 유전 알고리즘이 만드는 ‘음악 유기체’는 생물 유기체의 진화와 발생 과정을 흉내 내는 유전 알고리즘에 의해 하나의 음에서 시작하여 음악 유전체의 통제에 의해 창조된 다양한 구조를 갖춘 음악 작품이다. 음악 유기체는 ‘짝짓기’와 ‘돌연변이’에 의해 새로운 원소 값을 음악 유전체 행렬에 부여받아 ‘발생’을 통해 자손 음악 유기체를 만든다. 음악 유기체가 자손을 남기려면 적합 함수에 의해 적합도를 평가받아 짝짓기 대상으로 선택되어야 한다. 이런 진화와 발생 과정을 통해 생산된 음악은 사람이 창출할 수 없는 새로운 음악적 요소를 갖추게 되는데 그것이 발표되려면 사람에게 가치를 인정받아 선택되어야 한다.
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(기술) 딥러닝 기반의 객체 탐지-해설(202207 고3 모의)
이 글은 딥러닝 기반의 객체 탐지 모델 중 단일 단계 방식인 YOLO의 객체 탐지 과정 및 원리를 설명하고 있다. 단일 단계 방식은 객체가 있는 위치를 추정하는 과정과 객체를 판별하는 과정이 하나의 인공신경망을 통해 동시에 이루어지는 방식인데, 가장 대표적인 알고리즘 모델로 YOLO(You Only Look Once)가 있다.
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(기술) 데이터 오류를 검출하는 방법-해설(202203, 고1 모의고사)
이 글은 컴퓨터 네트워크의 데이터 전송 과정에서 나타날 수 있는 데이터 오류를 검출하는 방법에 대해서 설명하고 있다. 데이터의 오류를 검출하기 위해서 송신기는 오류 검출 부호를 포함한 데이터를 전송하고 수신기는 수신한 데이터를 검사하여 오류가 있으면 재전송을 요청한다.
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(과학 기술 1) 뉴코먼과 와트의 증기 기관-해설(2023학년도 수능특강)
이 글은 와트가 어떻게 뉴코먼의 증기 기관을 개선하여 동력 혁명을 견인하게 되었는지를 소개한다. 뉴코먼은 광산의 배수를 위해서 수증기의 힘을 이용하여 펌프를 작동시키는 증기 기관을 발명하였다. 그러나 그의 증기 기관은 실린더를 냉각시키기 때문에 효율이 낮았다.
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(기술) 정보 통신과 컴퓨터 네트워크-해설(202209 고2 모의)
이 글은 오류가 발생한 데이터 재전송 요청에 주로 사용되는 ‘자동 반복 요청 방식(ARQ)’을 유형별로 나누어 설명하고 있다. 그리고 송신 윈도우에 저장된 데이터를 관리하는 ‘슬라이딩 윈도우 프로토콜’의 진행 과정을 설명하고 있다. 정지-대기 ARQ는 가장 단순한 방식으로 송신 측에서 하나의 데이터를 전송한 후 수신 측으로부터 응답을 기다렸다 ACK를 수신하면 그다음 데이터를 전송하고, NAK를 수신하거나 타임 아웃이 되면 그에 해당하는 데이터를 재전송하는 방식이다.
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(기술) 선박의 진수와 드라이 독-해설(202110 고3)
선박의 진수란 새로 건조한 배를 물에 띄우는 것을 말한다. 드라이 독은 바다와 접한 육상에 선박이 출입할 수 있는 크기로 만든 시설이다. 드라이 독의 수문을 닫고 독 내부의 물을 빼, 독 내부가 육상과 같은 환경이 되면 선박 건조가 시작된다. 선박 건조가 완료되면 흘수보다 약간 깊은 정도로 물을 채우는데, 이를 1차 진수라고 한다. 이때 흘수는 선박의 물에 잠길 부분의 부피를 추정하여 알아내는데, 이 부피를 추정하기 위해서는 심프슨 공식이 활용된다.
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(기술) 운영체제-해설(202107 고3 기출)
이 글은 교착 상태와 기아 상태가 발생하는 이유와 해결 방법에 대해 설명하고 있다. 컴퓨터 과학자 데이크스트리가 생각해낸 ‘철학자의 만찬 문제’로 ‘교착 상태’와 ‘기아 상태’를 서술하고 있다.
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(과학 기술 8) 웨어러블 신축 자외선 센서-해설(2023학년도 수능특강)
이 글은 반도체 물질을 이용한 신축 자외선 센서의 원리와 성능 지표에 대해 설명하고 있다. 신축 자외선 센서는 신축성을 갖는 고분자 기판 위에 양파 망 모양의 그물 구조를 갖는 반도체 물질을 입힌 구조이다. 센서의 원리는 자외선이 반도체 물질에 조사되면 반도체 물질에 산소의 흡착과 탈착에 따른 전기 전도도의 변화가 생기는 것에 기반을 두고 있다. 신축 자외선 센서의 성능 지표로는 선택도, 온-오프 비, 반응 시간, 신축 저항 변화 민감도를 들 수 있다.
(기술) 데이터 통신과 네트워킹-해설(202210 고3 모의)
우주를 탐사하는 우주선에서 지구로 데이터를 보내는 경우를 상상해 보자. 전송되는 과정 중 다양한 이유로 데이터에 오류가 발생하여 데이터가 왜곡될 수 있다. 우주선과의 통신이 자유로운 경우라면 데이터를 재전송하여 데이터 왜곡의 문제를 해결할 수 있지만 재전송이 불가능한 경우라면 왜곡된 데이터에서 오류를 검출하여 복구해야 할 것이다.
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(기술) 석빙고의 원리-해설(202209 고1 모의)
이 글에서는 석빙고의 얼음 보관 원리를 설명하고 있다. 석빙고는 얼음을 이용하여 낮은 온도를 유지한다. 주변 공기로부터 에너지를 흡수하여 일부 얼음이 물이 되면서 주변 공기가 차가워지고, 이는 다른 얼음이 녹지 않을 수 있게 한다. 이 과정에서 생긴 물이 다른 얼음을 녹게 하지 않도록 바닥을 경사면으로 만들어 빠르게 배수되도록 하였다.
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(기술) 핵심 타워 크레인-해설(202103, 고2)
타워 크레인은 수십 톤의 중량물을 들어 올릴 수 있어 고층 건물의 건설 현장에서 흔히 사용되는 건설 기계 장비이다. 타워 크레인의 높이를 높이기 위해서는 운전실 하단의 텔레스코핑 케이지의 유압 장치를 이용하여 운전실을 들어 올린 후 운전실과 마스트의 빈 공간에 다른 마스트를 끼워 넣는 작업을 반복한다.
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(과학 기술 1) 인공 지능과 기계 학습-해설(2025학년도 수능특강)
[I410-113-24-02-088611532] 이 글은 인공 지능을 학습시키는 기계 학습과 모델링, 그리고 기계 학습의 방식인 지도 학습, 비지도 학습, 강화 학습에 대해 설명하고 있다. 기계 학습은 컴퓨터에도 데이터들을 줘서 학습하게 함으로써 새로운 지식을 얻어 내게 하는 것으로 훈련에 쓰인 데이터 집합을 표현하는 모델을 만드는 작업이다. 이렇게 만들어진 모델은 너무 단순하면 훈련 데이터 집합의 특성을 제대로 표현할 수 없고, 너무 복잡하면 일반화 능력이 떨어진다.
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(기술) 초임계 유체를 이용한 입자 제조-해설(202303, 고3 모의)
혼합물이 과포화 상태가 되어 용질이 고체 입자로 석출되는 것을 결정화라 한다. 제약 등의 분야에서는 석출되는 고체 입자의 크기를 조절하기 위해 초임계 유체를 이용한다. 온도와 압력이 임계 온도와 임계 압력 이상일 때 물질은 액체도 아니고 기체도 아닌 초임계 상태로 존재한다. 결정화 공정에서는 초임계 유체의 밀도를 변화시켜 고체 입자의 입도를 조절한다. GAS 공정에서는 초임계 이산화 탄소를 반용매로 사용하는 경우가 많다. 반용매는 용질을 녹이지 않고 용매와는 잘 섞이는 물질이다. GAS 공정에서는 초임계 이산화 탄소를 혼합물에 넣어 혼합물을 과포화 상태로 만들어 용질을 고체 입자로 석출한다. RESS 공정에서는 초임계 이산화 탄소를 용매로 사용한다. GAS 공정과 RESS 공정 등의 결정화 공정에서는 주로 초임계 이산화 탄소를 사용한다. 이산화 탄소는 임계 온도가 상온과 큰 차이가 없어 압력 조절을 통해 쉽게 초임계 상태로 만들 수 있고, 그 자체로 독성이 없어 안전성 측면에서도 적합한 물질이기 때문이다.
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(과학 기술 02) 핵 재처리 기술-해설(2024학년도 수능특강)
(I410-113-24-02-088003807) 이 글은 핵 재처리 기술에 대해 설명하고 있다. 핵연료는 원자로에 넣어서 사용한 이후에도 재처리 과정을 통해 원자력 발전에 필요한 물질인 우라늄-235와 플루토늄-239를 추출할 수 있다. 현재 사용하고 있는 대표적인 핵 재처리 방법으로 퓨렉스 공법이 있다. 퓨렉스 공법은 사용 후 핵연료를 액체 상태로 만든 후에 우라늄-235와 플루토늄-239를 추출하는데 순도 높은 우라늄-235와 플루토늄-239를 얻을 수 있지만, 플루토늄-239를 핵무기의 원료로 사용할 수 있다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 개발 중인 방법이 파이로프로세싱이다. 파이로프로세싱은 추출 과정에서 액체 대신 전기를 사용하며 플루토늄-239가 따로 추출되지 않기 때문에 퓨렉스 공법에서 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다.
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(과학 기술) 정수 처리 기술(약품 침전 방식)-해설(202211, 고2 모의)
약품 침전 방식에서는 응집제를 주입하여 전기적 중화 작용과 가교 작용을 통해 콜로이드 입자의 영향으로 발생한 물의 탁도를 낮추는 과정을 거치게 된다. 이때 사용된 응집제는 보편적으로 알루미늄염과 철염 등의 양이온계 응집제로 이들은 물과 화학 반응을 하면서 단계적으로 다양한 종류의 화합물을 형성하게 된다.
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(과학 기술 11) IP 주소와 서브넷 마스크-해설(2023학년도 수능특강)
이 글은 네트워크에 연결된 컴퓨터에 부여된 IP 주소와 IP 주소 체계의 형식에 대해 소개하고 있다. 여러 네트워크에 연결된 컴퓨터는 IP 주소를 부여받는데, IP 주소는 2진수로 되어 있으며, 10진수나 도메인 이름으로 표기될 수도 있다. 8비트의 필드 4개로 구성된 IPv4 주소 체계에서 IP 주소는 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나뉘는데, 이에 대한 정보는 서브넷 마스크에 담겨 있다. IPv4 주소 체계에서는 IP 주소를 효율적으로 나누기 위해 네트워크 부분과 호스트 부분의 길이를 A, B, C 클래스 등으로 나누어 구분하는데, 이는 네트워크 부분의 앞 비트를 통해 확인할 수 있다.
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(기술) 다중 접속 기술-해설(202103, 고3)
한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해서 다중 접속 기술이 필요하다. 다중 접속 기술 중 부호 분할 다중 접속(CDMA) 방식은 확산 코드를 이용하여 각 사용자의 신호를 구분하는 방식이다. 송신자는 송신하려는 정보에 확산 코드를 결합하여 송신하고, 수신자는 수신된 신호를 송신자와 동일한 확산 코드를 이용하여 원래의 정보로 복원한다.
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(기술) mRNA 백신의 핵심 기술인 지질 나노 입자-해설(202303, 고2 모의)
이 글은 mRNA 백신의 핵심 기술인 지질 나노 입자에 대해 설명하고 있다. mRNA 백신은 바이러스 단백질의 유전 정보를 암호화한 유전 물질을 접종하는 것으로, 체내 효소로부터 mRNA를 보호하여 세포 내 리보솜에 전달하기 위해 지질 나노 입자라는 인공 외막을 전달체로 사용한다. 음전하를 띤 mRNA를 낮은 pH에서 양전하를 띠는 이온화 지질로 둘러싼 후 높은 pH에서 전기적으로 중화시키면 내포 작용에 의해 엔도솜 막에 갇힌 채 세포 내로 함입된다. 그리고 세포질 내에서 엔도솜 내부가 산성화되면 엔도솜에서 방출되어 mRNA가 리보솜에 전달된다.
