권호 표지

The KIPS Transactions:PartA (정보처리학회논문지A)

Korea Information Processing Society

  • Bimonthly
  • /
  • 1598-2831(pISSN)

Domain

  • Information/Communication ＞ Information Processing Theory

Aim & Scope

The KIPS Transactions:PartA publishes original research papers in information processing focusing on computer system and theory. Application oriented papers are also accepted. Technical fields of this journal in detail are as follows; computational theory, algorithm theory, formal languages, grid/clustering computing, middleware, multimedia theory (synchronization, indexing, compacting), parallel/distributed processing theory, computational learning theory, computer graphics & CAD, computer networks, computer system applications, real time processing system.

KSCI

Volume 12A Issue 5 Serial No. 95

  1. Man, Ko-Kwang 333
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.333 PDF KSCI
    본 논문에서는 KVM WabaVM의 네이티브 함수 연결 기법을 기반으로 보다 새로운 네이티브 함수 연결을 위한 테이블을 설계하고 구현하였다. 이를 위해 어댑터 모델을 설계하고 기존 네이티브 함수 연결 테이블을 구현하였으며 실제로 구현된 결과에 대한 다양한 실험 결과를 제시 하였다.
  2. Kwon, Chun-Ja;Choi, Hwang-Kyu 341
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.341 PDF KSCI
    대규모 VOD 시스템에서는 동시에 다수의 클라이언트 요청에 따른 서버 저장장치 및 네트워크 대역폭 병목현상이 발생하며, 이를 해소하기 위한 효율적인 서버 대역폭 감소 기법이 필요하다. 패칭 기법은 멀티캐스트를 활용한 대표적인 VOD 시스템의 병목현상 해결 기법 중의 하나이다. 본 논문은 기존 패칭 기법의 성능 향상을 위하여 프리픽스 캐싱과 P2P 프록시를 결합한 새로운 P2P 프록시 패칭 기법을 제안한다. 제안된 기법에서 각각의 클라이언트는 자신이 받고 있는 스트림을 동일한 비디오를 요청한 다른 클라이언트들에게 멀티캐스트 함으로써 다른 클라이언트를 위한 프록시 역할을 수행한다. P2P 프록시와 프리픽스 캐싱의 사용으로 인하여 패칭 윈도우 크기를 벗어나는 사용자 요청들은 새로운 정규 채널을 생성하는 대신 이전의 패칭 그룹에 속한 다른 클라이언트로부터 정규 스트림을 전송받음으로써 서버로 집중되는 부하를 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 프리픽스 크기와 요청 간격에 따른 서버의 대역폭 요구량을 측정한 결과에서 제안된 기법이 기존의 패칭 방법보다 서버의 평균 대역폭 요구량을 전체적으로 약 $33\%$ 감소시킬 수 있음을 보인다.
  3. Lim, Sung-Chae 355
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.355 PDF KSCI
    컴퓨터 성능 및 네트워크 기술의 발전으로 웹 상에서 연속매체(Continuous Media: CM)의 온라인 스트리밍(streaming) 서비스가 일반화 되었다. 이런 서비스를 위해서는 다양한 종류의 CM 스트림을 효과적으로 처리할 수 있어야 하며 이를 위해 Sweep 기법이 연구되었다. 이 기법은 끊김현상 없이 스트리밍 서비스를 할 수 있고 탐색지연 시간을 최적화 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 서비스 하고 있는 스트림의 스케줄링 주기를 사이클이라고 하는 단일한 크기로 맞춰야 하기 때문에 스케줄링의 유연성이 떨어지며, 이로 인해 발생하는 디스크 대역폭의 낭비가 매우 커질 수 있다는 문제를 가지고 있다. 논문에서는 이런 문제점을 해결하기 위해 CM 스트림의 스케줄링 주기를 동적으로 확장할 수 있는 기법을 연구하며, 이 기법에 적합한 새로운 승인제어 방식을 이용하여 끊김현상을 막는다. 논문에서는 제안된 기법의 성능상의 우수성을 보이기 위해 모의실험이 수행되었으며, 모의실험 결과를 통해 제안된 동적 Sweep 기법이 디스크 이용효율과 스케줄링 유연성의 측면에서 기존 Sweep 기법에 비해 우수한 특성이 있음을 알 수 있다.
  4. Park, Hyeon-Hui;Choi, Myeong-Su;Yang, Seung-Min;Choi, Yong-Hoon;Lim, Hyung-Taek 365
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.365 PDF KSCI
    신뢰성 있는 내장 실시간 시스템을 구축하기 위해서는 프로그램의 스케줄링 가능성 여부를 검증해야 한다 스케줄링 가능성 분석을 위해서 는 프로그램의 최악실행시간 정보가 필수적인 요소이다. 최악실행시간 분석은 두 단계로 나된다. 첫 번째 단계에서는 프로그램 언어 구문상의 흐름을 분석하고, 두 번째 단계에서는 수행되는 흐름 경로상의 하드웨어적인 요소를 고려하여 수행시간을 분석한다. 본 논문에서는 XScale 프로세서를 대상으로 하는 최악실행시간 통합 분석 도구인 WATER(WCET Analysis Tool for Embedded Real-time system)를 설계하고 구현한다. 상위 수준의 흐름 분석기와 하위 수준의 실행시간 분석기로 이루어진 WATER의 구조를 소개하고 소프트웨어의 실제 측정과 WATER의 분석 결과를 비교한다.
  5. Ko Young-Woong 375
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.375 PDF KSCI
    연성 실시간 특성을 가진 멀티미디어 응용 프로그램이 일정한 서비스 품질을 유지하고 수행되기 위해서는 커널 수준과 사용자 수준에서 실시간 처리를 요구한다. 본 연구에서는 널리 사용되는 범용 운영체제 환경에서 멀티미디어를 지원하는데 있어서 문제가 되는 부분을 살펴보고 이를 개선할 수 있는 다단계 스케줄러를 제안한다. 다단계 스케줄러는 사용자 피드백을 기반으로 스케줄링 정보를 생성하는 상위 스케줄러와 커널에 구현된 하위 스케줄러로 구성된다. 제안한 다단계 스케줄러를 리눅스에서 구현하고 성능 분석을 수행하였으며, 실험 결과, 제안한 방식이 시스템에 성능 저하를 발생시키지 않으면서 멀티미디어의 서비스 품질을 일정하게 보장하는 것을 확인하였다.
  6. Shin, Dong-Ha;Son, Sung-Hoon 385
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.385 PDF KSCI
    `집합 제한 논리 언어`는 `집합 이론`을 프로그래밍에 도입한 언어이다. 본 논문은 A. Dovier 연구팀이 제안한 집합 제한 문제 풀이(solver) 절차를 소개하고, 이 절차가 논리 언어 Prolog 상에서 어떻게 구현 가능한 지를 보인다. 이 절차는 `다시쓰기 규칙(rewrite rule)`으로 표현되어 있는데 이 표현의 특징은 일반 프로그래밍 언어가 표현하기 힘든 비결정적 규칙 적용(nondeterministic rule application)과 수학적 변수 (mathematical variable)를 사용한다는 점이다. 본 연구에서는 이들 특징이 Prolog 언어에서 제공되는 비결정적 제어 (nondeterministic control), 논리적 변수(logical variable) 및 리스트(list) 자료구조의 사용으로 쉽게 구현 가능함을 보인다. 본 연구의 구현은 다음과 같은 의의를 가지고 있다. 첫째 본연구는 이 언어의 모든 기능을 완전하게 구현하였다는 점이다. 둘째 본 연구에서는 이 언어의 구현 방법을 누구나 알기 쉽게 기술하였다는 점이다. 셋째 기존의 구현이 상업적 Prolog인 SICStus Prolog를 사용하여 구현한 것과는 달리 본 구현은GNU GPL(General Public License)을 가지는CIAO Prolog를 사용하여 구현하였기 때문에 누구나 자유롭게 사용할 수 있는 점이다. 넷째 본 연구에서 개발된 소스 코드는 공개 소프트웨어이기 때문에 누구나 자유롭게 사용, 수정 및 배포할 수 있다는 점이다.
  7. Hong, Bum-Il;Hahm, Nahm-Woo;Yang, Mee-Hyea 391
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.391 PDF KSCI
    이 논문에서는 정적분의 수치계산 방법 중에 하나인 사다리꼴 공식의 평균오차를 zero mean-Gaussian을 이용하여 연구한다. 구간 [0,1]에 n개의 소구간을 잡고 계산의 단순화를 위하여 각 소구간의 길이가 같다고 하고 길이를 h라 하면, $r{\leq}2$일 때, 상수 $c_r$을 직접 계산하여 연속된 두개의 소구간 위에서 단순 사다리꼴공식과 복합 사다리꼴공식 사이의 평균오차가 $O(h^{2r+3})$임을 보인다.
  8. Park, Bum-Joo;Park, Kie-Jin;Kim, Sung-Soo 395
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.395 PDF KSCI
    컴퓨터 시스템의 내/외부에 침입(attacks), 고장(failures)이 발생되더라도 적절한 방법으로 중요한 임무에(mission-critical) 해당한 역할을 수행하는 능력의 척도로 정의되는 생존성(survivability)에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 침입에 의해 시스템 일부가 손상(partially compromised) 되더라도, 최소한의 필수 서비스를 지속적으로 제공할 수 있게 해주는 침입감내시스템(intrusion tolerance system)의 설계시에 생존성 분석은 신뢰성(reliability), 가용도(availability)등과 같은 컴퓨터 시스템의 정량적 신인도(dependability) 분석과 함께 중요한 요소기술 중의 하나이다. 본 논문에서는 침입감내시스템의 방어능력을 평가하기 위해 자율컴퓨팅(autonomic computing)의 핵심 기술인 자가치유(self-healing) 메커니즘의 두 가지 요소(결함모델 및 시스템반응)를 활용하여, 주서버와 보조서버로 구성된 침입감내시스템의 상태천이(state transition)를 표현하였다. 또한, 침입감내시스템의 생존성, 가용도 및 다운타임 비용(downtime cost)을 정량적으로 정의한 후 시뮬레이션 실험 및 취약성(vulnerability) 공격에 대한 사례 연구를 수행하였다. 이를 통해 시스템의 신인도 향상 측면에서 초기상태에서의 침입감내능력 향상이 가장 중요한 요소임을 검증할 수 있었다.
  9. Kang Jin-Suk 405
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.405 PDF KSCI
    혈액 유통 과정에서 여러 가지 문제들이 빈번히 발생하고 있다 현행 혈액 유통 과정을 알아보고, 유통 과정의 문제점을 파악하여 근본적인 해결 방안이 필요하다. 본 논문에서는 혈액 유통 과정의 여러 가지 문제점들을 해결하고, 체계적인 혈액 관리를 위해 RFID 시스템을 도입하고자 한다. 다양한 RFID 시스템 종류들 중에서 혈액 유통과정에 적합한 Reader와 Tag를 설계하고, 정보의 DB화를 통한 전자 태그의 구분과 이를 이용해 오브젝트 설계 및 혈액 유통 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템 설계를 한다.
  10. Kim Sung-Gi;Cho Gyeong-Yeon 413
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.413 PDF KSCI
    부동소수점 제곱근 계산에 많이 사용하는 뉴톤-랍손 부동소수점 역수 제곱근 알고리즘은 일정한 횟수의 곱셈을 반복하여 역수 제곱근을 계산한다. 본 논문에서는 뉴톤-랍손 역수 제곱근 알고리즘의 반복 과정의 오차를 예측하여 오차가 정해진 값보다 작아지는 시점까지 반복 연산하는 알고리즘을 제안한다. `F`의 역수 제곱근 계산은 초기값 '$X_0={\frac{1}{\sqrt{F}}}{\pm}e_0$'에 대하여, '$X_{i+1}=\frac{{X_i}(3-e_r-{FX_i}^2)}{2}$, $i\in{0,1,2,{\ldots}n-1}$'을 반복한다. 중간 곱셈 결과는 소수점 이하 p 비트 미만을 절삭하며, 절삭 오차는 '$e_r=2^{-p}$' 보다 작다. p는 단정도실수에서 28, 배정도실수에서 58이다. '$X_i={\frac{1}{\sqrt{F}}}{\pm}e_i$'라고 하면 '$X_{i+1}={\frac{1}{\sqrt{F}}}-e_{i+1}$, $e_{i+1}{<}{\frac{3{\sqrt{F}}{{e_i}^2}}{2}}{\mp}{\frac{{Fe_i}^3}{2}}+2e_r$이 된다. '$|{\frac{\sqrt{3-e_r-{FX_i}^2}}{2}}-1|<2^{\frac{\sqrt{-p}{2}}}$'이면,'$e_{i+1}<8e_r$이 부동소수점으로 표현 가능한 최소값보다 작아지며, '$X_{i+1}\fallingdotseq{\frac{1}{\sqrt{F}}}$'이다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 입력 값에 따라서 곱셈 횟수가 다르므로, 평균 곱셈 횟수를 계산하는 방식을 도출하고, 여러 크기의 근사 역수 제곱근 테이블($X_0={\frac{1}{\sqrt{F}}}{\pm}e_0$)에서 단정도실수 및 배정도실수의 역수 제곱근 계산에 필요한 평균 곱셈 횟수를 계산한다 이들 평균 곱셈 횟수를 종래 알고리즘과 비교하여 본 논문에서 제안한 알고리즘의 우수성을 증명한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 오차가 일정한 값보다 작아질 때까지만 반복하므로 역수 제곱근 계산기의 성능을 높일 수 있다. 또한 최적의 근사 역수 제곱근 테이블을 구성할 수 있다. 본 논문의 연구 결과는 디지털 신호처리, 컴퓨터 그라픽스, 멀티미디어, 과학 기술 연산 등 부동소수점 계산기가 사용되는 분야에서 폭 넓게 사용될 수 있다.
  11. Park, Pil-Seong 421
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.421 PDF KSCI
    대규모 병렬 연산에 있어서, 계산 노드 혹은 이들을 연결한 통신 네트워크의 장애는 연산 실패로 끝나며, 소중한 계산 시간이 낭비된다. 그러나 현재의 MPI 표준은 이에 대한 대안을 제시하지 않고 있다. 본 논문에서는, 비표준의 무정지형 MPI 라이브러리가 아닌 MPI 표준 함수들만을 사용하여, MPMD 방식의 비동기 연산을 도입한 응용 수준의 무정지형 선형 시스템의 해법을 제안한다.
  12. Youn, Chun-Kyun 427
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.427 PDF KSCI
    웹 클러스터 시스템에서 사용자들의 접속 요구를 효율적으로 real 서버에 분산시키기 위하여 기존의 부하분산 알고리즘들과 현재 많이 사용중인 WLC(Weighted Least Connection) 알고리즘에 대하여 연구하였다. 이 부하분산 알고리즘들은 서버들의 부정확한 부하상태 파악과 파악 시점에 문제가 있어 서버들 간에 부하 불균형이 발생함으로써 효율성이 저하된다. 본 연구에서는 사용자의 접속 요청 시 broadcasting RPC(Remote Procedure Call)를 이용하여 서버들의 다양한 부하상태를 실시간으로 파악하여 부하를 분산하는 알고리즘을 제안하고, prototype을 구현하여 성능을 실험하였다. 실험 결과, real 서버 간 부하 불균형 현상이 기존 방법에 비하여 크게 향상되었고, 응답시간이 단축되는 효과로 웹 클러스터 시스템의 성능이 향상되었다.
  13. Shin, Seong-Woon;Oh, Sam-Kweon 433
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.433 PDF KSCI
    많은 저작자들이 협력하여 작업을 수행할 수 있는 공동저작 시스템에서는 저작을 위해 객체들을 공유하는 일들이 참여 저작자들 간에 빈번히 발생한다. 따라서 객체 액세스를 위한 경쟁을 최소화하고 객체들의 배타적 사용을 보장해 주는 플로어 제어가 필요하다. 플로어(floor)란 공동저작 참여자에게 부여되는 한 공유자원에 대한 임시 사용 권한이다 단일세션 환경을 위한 플로어 제어 기법들은 여러 문헌에서 찾아 볼 수 있으나 다중세션 환경을 위한 기법들은 거의 찾아 볼 수가 없다. 다중 세션 환경에서는 한 객체가 여러 세션에서 동시에 공유될 수 있다. 본 논문은 다중 세션 환경에서의 객체 공유로 인한 문제들의 해결을 위해 대표의장(chair-of-chair) 방식의 플로어 제어 기법을 제안한다. 기존의 의장형 방식을 확장한 이 방식에는 세션 의장들 중에서 선출된 대표의장이 존재한다.
  14. Chang, Hee-Dong 441
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.441 PDF KSCI
    게임시장이 급속히 성장하면서 게임개발의 비용과 기간이 모두 증가하고 있다. 이러한 증가는 게임개발 프로젝트에서 보다 전문적인 관리기법이 요구된다는 것을 의미한다. 게임메카닉스(game mechanics)는 특정 게임플랫폼에서 게임플레이가 실행될 수 있도록 구현된 알고리즘이다. 게임메카닉스는 게임의 공학적 요소들이 집중되어 있어 프로젝트의 설계단계부터 구현단계까지 지속적인 품질관리가 이루어져야 한다. 특히 설계단계에서 게임메카닉스의 품질을 분석할 수 있는 유용한 방법이 바로 시뮬레이션이다 게임메카닉스 시뮬레이션 방법들이 여러 가지가 존재하지만 각 방법은 그 특징들로 인해서 사용범위가 제한된다. 본 논문에서는 게임메카닉스 시뮬레이션 방법들을 조사하여 그 특징에 대하여 비교 분석하였다. 분석한 결과, 페트리네트 모델 시뮬레이션 방법이 게임메카닉스의 무결성, 최적화, 그리고 밸런스의 품질분석을 총체적으로 할 수 있음을 알 수 있었다.
  15. Jang Ju-Wook;Lee Mi-Sook;Mohanty Sumit;Choi Seonil;Prasanna Viktor K. 451
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.451 PDF KSCI
    본 논문은 ffGA상에서 에너지 효율이 높은 데이터 경로 설계 방법론을 제안한다. 에너지, 처리시간, 그리고 면적간의 트레이드오프를 이해하기 위하여, 도메인 특성 모델링, coarse-grained 성능평가, 설계공간 조사, 그리고 로우-레벨 시뮬레이션 과정들을 통합한다. 도메인 특성 모델링 기술은 도메인의 특성에 따른 시스템 전체의 에너지 모에 영향을 미치는 여러 가지 구성요소와 파라미터들을 식별함으로써 하이-레벨 모델을 명시한다. 도메인이란 주어진 어플리케이션 커널의 알고리즘에 대응하는 아키텍쳐 패밀리이다. 하이-레벨 모델 또한 에너지, 처리시간 그리고 면적을 예측하는 함수들로 구성되어 트레이드오프 분석을 용이하게 한다. 설계 공간 조사(DSE)는 도메인에 명시된 설계 공간을 분석하여 설계 셋을 선택하도록 한다. 로우-레벨 시뮬레이션은 설계 공간 조사(DSE)에 의해 선택된 설계와 최종 선택된 설계의 정확한 성능평가를 위하여 사용된다. 본 논문에서 제안한 설계 방법은 매트릭스 곱셈에 대응하는 알고리즘과 아키텍쳐 패밀리를 사용한다. 제안된 방법에 의해 검증된 설계는 에너지, 처리시간과 면적간의 트레이드오프를 보인다. 제안된 설계 방법의 효율성을 보이기 위하여 Xilinx에서 제공되는 매트릭스 곱셈 커널과 비교하였다. 성능 비교 메트릭으로 평균 전력 밀도(E/AT)와 에너지 대 (면적 x 처리시간)비를 사용하였다. 다양한 문제의 크기에 대하여 Xilinx설계들과 비교하였을 때 제안한 설계 방법이 전력밀도(E/AT)에서 평균 $25\%$우수하였다. 또한 본 논문에 제안한 설계의 방법을 MILAN 프레임워크를 이용하여 구현하였다.
  16. Baek, Jang-Hyeon;Kim, Yung-Sik 461
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2005.12A.5.461 PDF KSCI
    학습자 스스로 학습내용, 학습방법, 학습순서 등을 결정하고 재구조화할 수 있는 학습자 통제 환경에서는 학습자의 특성을 고려한 개별화 학습이 가능하다. 본 연구에서는 웹 기반 교수 학습 과정에서 중요시되고 있는 학습자 특성 변인 중에서 학습자의 학습경로 패턴을 Apriori 알고리즘을 이용하여 분석하고, 유사한 학습경로 패턴을 갖는 학습자들로 그룹화하였다. 이를 기반으로 학습자 개인에게 학습경로, 학습내용. 학습매체, 보조학습콘텐츠, 자료제시유형 등을 다차원적으로 제공하기 위한 다차원 학습경로 패턴 분석 시스템을 설계하고 구현하였다. 개발된 시스템에 대하여 만족도 검사를 실시한 결과 보조학습콘텐츠에 대한 만족도가 "매우 만족" $24.5\%$, "만족" $35.17\%$로 가장 높게 나타났다. 학습자 수준별로는 하위수준의 학습자에 대한 만족도가 "매우 만족" $20.2\%$, "만족" $31.2\%$로 상위수준의 학습자 "매우 만족" $18.4\%$, "만족" $28.54\%$ 보다 높게 나타났다. 개발된 시스템은 드릴-업, 드릴-다운 등의 OLAP 기술을 이용하여 학습자들에게 다양한 각도로 다차원적으로 의미 있는 정보를 제공할 것으로 기대된다.