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 13A Issue 2 Serial No. 99

  1. Jang Seung-Ju 95
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.095 PDF KSCI
    본 논문은 LZSS 압축 알고리즘을 변형하여 임베디드 리눅스 운영체제 파일 시스템으로 사용할 수 있도록 설계한다. 본 논문에서는 PDA 임베디드 리눅스 파일 시스템에 변형된 LZSS 압축 알고리즘을 적용하여 저장 공간의 효율적인 관리를 할수 있도록 하였다. 임베디드 리눅스 기반의 PDA 시스템에 대한 압축 파일 시스템 설계는 메모리 사용을 극대화시킬 수 있다. 이와같이 임베디드 시스템에 압축 파일 시스템을 제공함으로써 임베디드 시스템의 한계였던 소량의 저장 공간 문제를 해결하도록 해준다. 본 논문에서 제안하는 압축 파일 시스템을 사용할 경우 저장 공간을 늘리지 않고 저장 공간을 늘리는 효과를 낼 수 있도록 해준다.
  2. Kim Cheong-Ghil;Kim Shin-Dug 101
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.101 PDF KSCI
    대용량의 데이터 처리가 요구되는 내장형 시스템에서 메모리의 비중은 아주 중요하며, 특히 제한적인 메모리를 최적으로 이용하기 위하여 응용의 특성을 활용하는 온칩(on-chip) 메모리 구조의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 멀티미디어 응용을 위한 내장형 시스템에서 저전력을 위하여 작은 용량으로 설계되었으나 우수한 성능을 보이는 데이터 캐쉬(data cache)가 제안된다. 제안되는 캐쉬는 컴파일러의 도움 없이 구조적인 특징과 간단한 동작 메커니즘만을 이용하여 해당 응용의 데이터 지역성(data locality)을 효과적으로 반영할 수 있도록 작은 블록 크기를 지원하는 4KB 용량의 직접사상 캐쉬(direct-mapped cache)와 큰 블록을 지원하는 1KB 용량의 완전연관 버퍼(fully-associative buffer)로 구성되어 진다. 전체 5KB의 작은 캐쉬 용량으로 인한 성능 저하를 보완하기 위하여 멀티미디어 응용의 알고리즘 특성을 기반으로 응용 적응적인 다중 블록 선인출(adaptive multi-block prefetching) 기법과 효과적 블록 필터링(effective block filtering) 기법이 제안되었다 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 5KB 캐쉬는 기존의 16KB 4-way 집합연관 캐쉬와 동등한 성능을 보이면서 소비 전력 면에서는 40% 이상의 감소를 보이고 있다.
  3. Kwon Chun-Ja;Choi Chi-Kyu;Lee Chi-Hun;Choi Hwang-Kyu 111
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.111 PDF KSCI
    인터넷 상에서 VOD 서비스 보급이 확산되면서 대규모 VOD 서비스 실현을 위한 P2P 환경에서의 VOD 시스템에 대한 관심이 대두되고 있다. 본 논문은 대규모 VOD 시스템을 실현하기 위하여 기존의 프록시를 대체하여 P2P 환경 하에서 다수의 클라이언트들로 구성되는 새로운 프록시 캐싱 방법인 P2Proxy 기법을 제안한다. 제안된 기법은 P2P 환경에서 비디오 스트림을 클라이언트들에 분산 저장하고 이들 클라이언트 그룹을 프록시로 활용하는 방법이다. 즉, 각 클라이언트는 요구한 스트림을 자신이 속한 그룹의 다른 클라이언트들로부터 캐싱된 스트림들을 전송 받으며 캐쉬에 없는 부분만을 서버로부터 전송 받는다. 본 논문은 P2Proxy의 그룹에 포함된 클라이언트와 서버 간의 스트림 캐싱 과정을 통해 각 그룹의 생성과 소멸 과정을 보이고, 클라이언트의 캐싱 정보를 공유하기 위한 디렉토리 구조를 제안한다. 이 디렉토리 정보를 이용하여 그룹에 참여한 다른 클라이언트의 정보를 얻는 과정을 보이며, 이를 활용함으로써 재생과 전송을 위한 메시지 교환을 최소화한다. 또한, P2P 환경에서 클라이언트의 불규칙한 행동으로 인한 이탈에 따른 복구 과정도 제안한다. 본 논문은 성능 평가를 통해 제안된 기법이 기존의 P2P 스트리밍 기법에 비하여 그 성능이 우수함을 보인다.
  4. Chon Young-Suk;Lee Byung-Kwon;Lee Chun-Hee;Kim Suk-Il;Jeon Joong-Nam 123
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.123 PDF KSCI
    캐시 선인출 기법은 메모리 참조에 따른 지연시간을 줄이는 효과적인 방법이다. 그러나 너무 적극적으로 선인출할 경우에 캐시 오염을 유발시켜 선인출에 의한 장점을 상쇄시킬 뿐만 아니라 버스 트래픽을 증가시켜 전체 성능의 저하를 가져 올 수 있다. 본 연구에서는 선인출로 인한 캐시의 오염을 줄이기 위해 필터 테이블을 참조하여 선인출 명령을 수행할 지의 여부를 동적으로 판단하는 선인출 필터링 기법을 제시한다. 본 논문에서는 먼저 기존 연구에서의 문제점을 분석하기 위해 선인출 해싱 테이블 lbitSC 기법을 보였는데, 이 기법은 기존 연구와 같이 N:1 매핑을 사용하는 반면, 각 엔트리의 값을 1비트로 하여 두 가지 상태값을 갖도록 하였다. 비교 연구를 위해 완전 블록주소 테이블 기법을 제시하여 비교 기준으로 사용하였다. 마지막으로 본 논문의 주 아이디어인 정교한 필터링을 위한 선인출 블록주소 참조 테이블 기법을 제안하였다. 이 구조는 선인출 해싱 테이블 1bitSC기법과 같은 테이블 길이를 가지며, 각 엔트리의 내용은 완전 블록주소 테이블 기법과 같은 항목을 가지도록 하여 최근에 미 사용된 데이터의 블록주소가 필터 테이블의 하나의 엔트리와 대응되도록 1:1 매핑을 하였다. 일반적으로 많이 사용되는 선인출 기법과, 일반 벤치마크 프로그램과 멀티미디어 벤치마크 프로그램들에 대하여 캐시의 매개변수들을 변화시켜가면서 실험을 하였다. PBALT기법은 필터링 하지 않은 경우에 비해 최대 22% 향상된 결과를 보이고, 기존 PHT2bSC 기법과 비교하여 캐시 미스율이 7.9% 감소하였다. 메모리 참조 지연 시간(MADT)은 제안하는 PBALT 기법이 기존 연구에 비해 6.1% 감소하여 전체 수행 시간에 있어서 성능이 향상되었다.
  5. Lee Myung-Ho;Kim Yong-Kyu 137
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.137 PDF KSCI
    최근 Chip-level MuitiThreading(CMT) 기술을 내장한 프로세서 들이 출시되면서 그들을 기반으로 하는 공유 메모리 다중 프로세서(SMP: Shared Memory Multiprocessor) 서버 또한 그 사용이 점점 더 보편화 되고있다. OpenMP는 그 사용의 효율성으로 인하여 SMP 시스템을 위한 응용 프로그램의 병렬화를 위한 표준이 되었다. 고성능 컴퓨팅(HPC: High Performance Computing) 응용프로그램 분야에서 더욱 더 빠른 컴퓨터의 처리 능력에 대한 요구가 증가함에 따라, OpenMP 지시어를 사용하여 병렬화된 HPC 응용 프로그램 들의 성능과 확장성을 높이는 일은 그 중요성이 점차 증대되고 있다. 본 논문에서는 CMT 기술을 내장한 대용량 SMP서버인 Sun Fire E25K에서 OpenMP 지시어를 사용하여 병렬화된 HPC 응용 프로그램 들의 suite인 SPEC OMPL(OpenMP를 위한 표준 벤치마크 suite)의 성능과 확장성에 관해 연구했다. 본 논문에서는 또한 SPEC OMPL에 대한 CMT 기술의 효능을 평가하였다.
  6. Kim Eun-Seok;Han Sae-Young;Park Sung-Yong 147
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.147 PDF KSCI
    최근 스트리밍 서비스는 인터넷 트래픽의 많은 부분을 차지할 정도로 인기 있는 서비스가 되었고, 확장성을 위해 P2P기반의 스트리밍 서비스가 제안되었다. P2P기반 스트리밍 환경은 빈번한 피어들의 떠남과 합류가 일어나므로, 이러한 멀티캐스트 그룹의 변화에 대처하기 위해서 다중 멀티캐스트 트리를 구축하게 된다. 하지만 기존의 방법들은 노드의 능력 차이를 고려하지 않았기 때문에 트리가 길어지고, 불안정해질 수 있다. 따라서 본 논문은 노드의 능력을 고려한 내구적 멀티캐스트 트리 생성 기법(R-CAT)을 제시하여 우수 노드를 트리의 상층부에 위치시킴으로써 트리의 길이를 줄이고 트리 내구성이 강한 멀티캐스트 트리를 구성하게 한다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안한 R-CAT 기법이 기존의 SplitStream 기법에 비해 노드 합류에 드는 오버헤드는 늘어나지만 결과 트리의 종단간 평균 지연시간이나 손실되는 패키 수는 훨씬 적어 성능과 내구성 면에서 향상을 가져옴을 보일 수 있었다.
  7. Lee Myung-Ho 157
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.157 PDF KSCI
    최근의 고성능 컴퓨팅 플랫폼들은 공유 메모리 다중 프로세서(SMP: Shared Memory Multiprocessor) 시스템, 대규모 병렬 프로세서 (Massively Parallel Processor) 시스템, 여러 개의 컴퓨팅 노드들을 연결한 클러스터(Cluster) 시스템 등으로 분류된다. 이러한 고성능 컴퓨팅 시스템들은 높은 수준의 컴퓨팅 성능을 요구하는 과학 기술용 응용 프로그램들을 위하여 사용된다. 이러한 응용 프로그램들의 실행시 최적의 성능을 얻기 위해서는 적절한 컴퓨팅 플랫폼과 프로그래밍 방식의 선택이 중요하다. 본 연구 논문에서는 여러 방식의 병렬 프로그래밍 모델을 사용하여 개발된 SPEC HPC2002 벤치마크 suite을 위한 최적의 컴퓨팅 플랫폼과 프로그래밍 모델을 그들의 성능 분석 및 평가 작업을 통하여 찾아간다.
  8. Kim Jung-Hwan 163
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.163 PDF KSCI
    DAG(Directed Acyclic Graph) 기반의 스케줄링을 포함한 많은 스케줄링 문제들은 대부분 NP-Complete로 알려져 있으며, 따라서 휴리스틱에 기반한 많은 알고리즘 연구들이 진행되어 왔다. 이 중 HEFT와 CPOP은 이기종 환경에서 효과적인 알고리즘으로 알려져 있다. 본 논문의 이전 연구에서는 이기종 환경이 보다 현실성 있는 전역 네트워크로 구성된 경우에 대해 효과적인 3개의 알고리즘(CPOC, eCPOC, eCPOP)을 제안한 바 있다. 본 논문에서는 이들 총 5개의 알고리즘에서 사용하는 휴리스틱을 체계적으로 분석하고, 다양한 벤치마크를 사용한 실험을 통해 비교 분석하였다. 실험 결과 전역 이기종 환경에서 eCPOC이 가장 우수한 성능을 보여주었고, 또한 제안된 3개의 알고리즘에서 사용하는 휴리스틱들이 전역 이기종 환경에서 효과적임이 확인되었다.
  9. Jang Ju-Wook;Han Woo-Jin;Choi Seon-Il;Govindu Gokul;Prasanna Viktor K. 171
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.171 PDF KSCI
    이 논문에서 우리는 FPGA에서의 고속 푸리에 변환(FFT)을 함에 있어 에너지를 효율적으로 사용하는 디자인을 제안하고자 한다. FPGA에서의 FFT 구조들은 에너지 손실을 최소화 하기 위해서 설계되어왔다. 가로와 세로의 병렬성 정도와 같은 구조적인 성능 지표들을 정의 했으며, 설계 영역은 설계 디자인들의 조합을 통해서 생성했다. 우리는 에너지를 효율적으로 사용하는 디자인들을 얻기 위해 상위 계층 동작 예측을 사용하여 디자인의 고려사항들을 결정하였다. 우리는 다앙한 예측을 위해서 한 무리의 병렬성, radix, 저장 형태의 선택등을 갖는 성능 지표화된 디자인의 집합을 Xilinx Virtex-2 상에서 구현하였다. 우리의 디자인들은 Xilinx 라이브러리에 있는 최적화된 디자인들보다 에너지 손실이 57%에서 78%정도 감소했다. 에너지-영역-시간(EAT)과 같은 이해하기 쉬운 지표를 이용한 결과, 우리의 디자인들이 Xilinx의 디자인보다 3-13 배의 성능 개선 효과를 나타냈다.
  10. Kim Myoung-Jun 177
    https://doi.org/10.3745/KIPSTA.2006.13A.2.177 PDF KSCI
    옷감 시뮬레이션에서 explicit 방법은 시간격(time step)이나 스프링 인장력이 큰 경우 안정적이지 않아 사용할 수 없기 때문에, 느리지만 안정성이 높은 implicit 방법이 사용되어 왔다. 시간격을 크게 하는 것은 시뮬레이션을 빠르게 진행시키는 효과가 있고, 큰 인장력의 스프링으로는 잘 늘어나지 않는 옷감을 표현할 수 있다. 다른 방법으로는 explicit 방법처럼 계산이 빠르면서도 implicit 방법처럼 안정적인 특성을 가지는 semi-implicit 방법들을 찾는 연구가 진행되어 왔다. 본 논문에서는 Kang(Kang and Cho 2002)의 방법을 개선하여 거의 explicit 방법에서 완전한 implicit 방법까지 조절이 가능한 실시간 옷감 시뮬레이션 방법을 제안한다. 이 방법은 explicit 방법처럼 간단하고 빠르면서 implicit 방법처럼 시간격(time step)이나 스프링 인장력이 큰 경우에도 안정적으로 작동한다. 또한 기존의 semi-implicit 방법과 비교해서 비교적 작은 인공적 감쇠(artificial damping) 현상을 가진다.