Proceedings of the Korean Information Science Society Conference (한국정보과학회:학술대회논문집)
Korean Institute of Information Scientists and Engineers (KIISE)
- Semi Annual
- /
- 1598-5164(pISSN)
Domain
- Information/Communication > Information Processing Theory
2006.10a
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본 논문에서는 유방암의 조기발견에 있어서 중요한 소견중 하나인 군집화된 미세석회질을 유방촬영 영상으로부터 자동으로 분석 및 검출하는 컴퓨터 보조 검출 시스템을 구현하였다. 전처리단계로서 유방영상에 메디안 필터를 사용하여 잡음을 제거하고, 히스토그램과 레이블링 연산을 수행하여 실제 유방영역만을 추출 하는 작업을 구현하였다. 그런 후에 추출된 실제 유방영역에서 LoG (Laplacian of Gaussian)연산을 수행하고 히스토그램을 분석하여 이진화를 수행한후에 후보점을 검출하였다. 마지막으로 이를 이용하여 영역확장 알고리즘을 수행하여 미세석회질의 후보영역을 검출한 후, 미세석회질간의 거리를 분석하여 최종 관심영역을 추출하였다. 데이터베이스는 총 20개의 MIAS Mini Database의 맘모그램 영상을 사용하였으며 실험결과 89%라는 검출 성능을 얻을 수 있었다.
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마이크로어레이 실험의 등장으로 한 번에 수백 개에서 수천 개의 유전자를 실험할 수 있게 되었다. 이는 기존의 실험과 비교했을 때 질적인 측면과 양적인 측면에서 가히 혁신적이라 할 수 있다. 마이크로어레이 칩을 이용한 실험에서 쏟아져 나오는 엄청난 데이터를 비교, 분석, 관리하기 위해서는 실험실의 마이크로어레이 분석 소프트웨어나 시스템간의 데이터 형식이 호환되어야 하며, 소프트웨어의 지원 또한 획기적이고 효율적이어야 한다. 본 논문에서는 다양한 종류의 마이크로어레이 입력 데이터 및 분석 데이터를 다룰 수 있고, 표준 파일 형식으로의 변환 기능을 제공하며, 마이크로어레이 이미지 분석용 소프트웨어인 ArrayMall[1,2]과 유전자 조절 네트워크 분석 시스템인 GENAW[3]를 통합하고 마이크로어레이 실험데이터의 분석, 관리 및 데이터 공유를 위한 분산 시스템인 SMILE[4]에 대해 소개한다.
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세포의 활동은 단순히 하나의 유전자의 발현으로 설명되기보다 여러 유전자와 그로 인해 생성된 단백질의 상호 작용에 의해 나타난다. 또한 마이크로어레이 실험을 통해 세포 내의 유전자 발현에 대한 정보를 알 수 있게 되고, Chromatin IP 마이크로어레이 실험을 통해 신뢰도가 높은 유전자 발현 조절 관계 데이터를 얻을 수 있게 되면서, 유사한 기능과 유사한 발현 패턴을 보이는 유전자들을 그룹으로 묶어 유전자 모듈로 규정하고 이를 하나의 유전자 조절 네트워크로 구성하고, 분석하는 연구들이 진행되고 있다. 본 논문에서는 ChIP 실험 데이터와 유전자 발현 데이터를 이용하여 지역 정렬을 수행해 하나의 유전자 모듈을 조절하는 조절 프로그램을 예측하는 알고리즘에 대해 기술한다. 조절 프로그램은 유전자 조절 모듈을 조절하는 조절자들의 역할 및 발현 여부에 따른 유전자 조절 모듈 내 유전자들의 발현을 설명할 수 있는 것이다.
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도메인 기반 단백질 상호작용 예측 기법은 지난 몇 년 동안 활발히 연구되어 왔다. 도메인 기반 접근 방법 중에서도 도메인 조합 기반 단백질 상호작용 가능성 순위 부여 기법은 예측 정확도면에서 다른 기법보다 월등한 결과를 보여주고 있다. 그러나 학습 집단을 사용하는 특징 때문에 전체 도메인 정보를 이용할 수 없는 단점이 있다. 또한, 이 시스템은 도메인 정보가 부족하여 다른 기능을 하는 단백질이라도 같은 도메인 정보를 보여주기 때문에 예측 시스템의 결점을 드러내고 있다. 도메인 조합 기반 단백질 상호작용 가능성 순위 부여 기법은 InterPro 데이터베이스의 도메인 정보를 기반으로 사용한다. InterProScan은 InterPro의 여러 멤버 데이터베이스의 정보를 기반으로 Sequence 분석을 하는 소프트웨어로써 검색 후 단계에서 찾아낸 결과들을 e-value를 기반으로 여과한다. 본 논문에서는 제시된 e-value를 조정 방법을 사용함으로써 단백질 내 도메인 패턴의 다양화와 기존 도메인 정보가 없던 단백질의 도메인을 새롭게 발견할 수 있으나 접근 방식의 한계가 존재함을 확인할 수 있었다.
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압타머칩은 혈청(serum) 내의 지정된 단백질의 상대적 양을 직접 측정할 수 있는 바이오칩으로서, 의학적 질병 진단에 유용하게 사용할 수 있는 툴이다. 압타머칩 데이터 분석에는 기존의 마이크로어레이 분석기법을 그대로 적용할 수 있다. 본 논문에서는 Potential SVM(PSVM)을 이용하여, 심혈관질환 샘플 기반의 압타머칩 데이터에서 바이오마커 후보 단백질을 선정한 결과를 정리한다. PSVM은 분류 알고리즘으로서 뿐만 아니라 자질 선택(feature selection)에서도 우수한 성능을 보이는 알고리즘으로 알려져 있다. 심혈관 질환의 단계에 따라 구분한 4개 클래스, 135개 샘플로 구성된 3K 압타머칩 데이터에 대해 PSVM을 적용하여 자질을 선택하고 분류성능을 측정한 결과, 마이크로어레이에서의 자질 선택에 많이 사용되는 Gain Ratio 기법과 비교하여 보다 적은 수의 단백질 정보로 보다 나은 분류 성능을 보임을 확인하였다. 더불어, PSVM을 이용해 선택한 단백질군을 심혈관 질환 진단을 위한 바이오마커 후보로 제시한다.
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Eom, Jae-Hong;Kim, Byoung-Hee;Lee, Je-Keun;Heo, Min-Oh;Park, Young-Jin;Kim, Min-Hyeok;Kim, Sung-Chun;Zhang, Byoung-Tak 28
최근 연구결과에 의하면 심장질환을 포함한 심혈관질환은 성별에 관계없이 미국 및 전 세계적으로 질병사망의 주요 원인으로 조사되었다. 본 연구에서는 보다 효율적으로 진단하기 위해 진단의사 결정 보조시스템에 대해서 다룬다. 개발된 시스템은 혈청 내의 특정 단백질의 상대적 양을 측정할 수 있는 바이오칩인 압타머칩을 이용해 생성한 환자들의 칩 데이터를 Support Vector Machine, Neural Network, Decision Tree, Bayesian Network 등의 총 4가지 기계학습 알고리즘으로 분석하여 질환단계를 예측하고 진단을 위한 보조정보를 제공한다. 논문에서는 총 135개 샘플로 구성된 3K 압타머칩 데이터에 대해 측정된 초기 시스템의 질환단계 분류성능을 제시하고 보다 유용한 진단의사결정 보조 시스템을 구성하기 위한 요소들에 대해서 논의한다. -
인프라가 필요 없는 특성을 갖고 있어 임시 구성용 네트워크나 군사용 망에서 많이 개발되어온 애드 혹 네트워크는 산악과 같은 고립된 지역에 설치하여 산불과 같은 재난의 조기 경보 시스템에 이용한다면 효과적이다. 그러나 넓은 산악지역을 모두 커버할 수 있는 애드 혹 노드들을 설치 운영하는 것은 경제적으로 불가능하다. 또한 인포스테이션은 전송지연에 민감하지 않는 정보들을 적은 비용으로 효율적으로 전송할 수 있는 시스템이다. 우리는 본 논문에서 동물들에 애드 혹 노드들을 탑재한 이동 애드 혹 네트워크와 인포스테이션을 결합하여 화재와 같은 재난에 조기 대처할 수 있는 재난 조기 경보 시스템을 제안한다. 동물들의 이동성이 노드들간의 연결성을 향상시키므로서, 합리적인 수의 동물 노드로서 원하는 조기 경보의 효과를 만들어 낼 수 있다. 우리는 또한 제안된 시스템의 성능을 수식으로 분석하여 이를 시뮬레이션과 비교해 보았고, 실제 시스템 구축시 필요한 비용을 분석해 보았다. 이는 시스템 구축 시 필요한 파라미터를 제공할 것이다. 이 제안된 시스템을 실제 환경에 적용하면 산악지역에서의 화재등의 재난에 조기대응을 할 수 있을 것이며, 또한 피해를 최소화 할 수 있을 것이다.
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뉴럴네트워크에서 학습은 에러를 줄이는 방법으로 구현 된다. 이 때 parameter 공간에서 Risk function은 multi-minima potential로 표현 될 수 있으며 우리의 목적은 global minimum weight 좌표를 얻는 것이다. 이전의 연구로는 Attouch et al.의 damped oscillator 방정식을 이용한 방법이 있고, Qian의 critically damped oscillator를 통한 steepest descent의 momentum과 learning parameter 유도가 있다. 우리는 이 두 연구를 참고로 manifold 상에서 최단 경로인 geodesic을 Newton 역학의 Lagrangian에 적용함으로써 adaptive steepest descent 학습법을 얻었다. 우리는 이 새로운 방법을 Rosenbrock 과 Griewank 포텐셜들에 적용하여 그 성능을 알아 본다.
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개인의 삶의 질과 관련되어 건강과 가장 밀접한 관계가 있는 헬스케어 서비스 분야에서 유비쿼터스 비즈니스 모델의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 최근 서구화된 식생활과 고령화로 암, 당뇨, 고혈압 등 만성 질환과 노인성 질환이 우리나라에서도 증가하고 있다. 단순히 혈액 중의 당이 높은 것만으로는 즉각적인 증상을 보이지 않는다. 하지만 당뇨병으로 인한 심각한 합병증이 발생할 수 있으므로 당뇨병의 치료 및 예방이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 유비쿼터스의 핵심 기술 중 하나인 RFID를 이용하여 당뇨병 환자들의 혈당 및 혈압을 모니터링 하고 식사, 운동, 인슐린 등을 조절하는 헬스케어 서비스 시스템을 구현한다
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The palm print recognition is the most reliable authentication method in the biometrics. In this paper, using the efficient segmentation of the palm print region we propose the method of enabling the palm print recognition as the same method applicable to the finger print recognition. To achieve this, we propose the image processing procedures of the palm print segmentation and the feature extraction. We compare the matching result after extracting the features for the finger print and the palm print.
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MicroRNA (miRNA)는 약 22 nt의 작은 RNA 조각으로 이루어져 있으며 stem-loop 구조의 precursor 형태에서 최종적으로 만들어 진다. miRNA는 mRNA의 3‘UTR에 상보적으로 결합하여 유전자의 발현을 억제하거나 mRNA의 분해를 촉진한다. miRNA를 동정하기 위한 실험적인 방법은 조직 특이적인 발현, 적은 발현양 때문에 방법상 한계를 가지고 있다. 이러한 한계는 컴퓨터를 이용한 방법으로 어느 정도 해결될 수 있다. 하지만 miRNA의 서열상의 낮은 보존성은 homology를 기반으로 한 예측을 어렵게 한다. 또한 기계학습 방법인 support vector machine (SVM) 이나 naive bayes가 적용되었지만, 생물학적인 의미를 해석할 수 있는 generative model을 제시해 주지 못했다. 본 연구에서는 우수한 miRNA 예측을 보일 뿐만 아니라 학습된 모델로부터 생물학적인 지식을 얻을 수 있는 Bayesian network을 적용한다. 이를 위해서는 생물학적으로 의미 있는 특질들의 선택이 중요하다. 여기서는 position weighted matrix (PWM)과 Markov chain probability (MCP), Loop 크기, Bulge 수, spectrum, free energy profile 등을 특질로서 선택한 후 Information gain의 특질 선택법을 통해 예측에 기여도가 높은 특질 25개 와 27개를 최종적으로 선택하였다. 이로부터 Bayesian network을 학습한 후 miRNA의 예측 성능을 10 fold cross-validation으로 확인하였다. 그 결과 pre-/mature miRNA 각 각에 대한 예측 accuracy가 99.99% 100.00%를 보여, SVM이나 naive bayes 방법보다 높은 결과를 보였으며, 학습된 Bayesian network으로부터 이전 연구 결과와 일치하는 pre-miRNA 상의 의존관계를 분석할 수 있었다.
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전산 신경과학은 신경 시스템을 생물물리학, 신경회로, 그리고 시스템 레벨 등 여러 가지 관점에서 크기와 구조를 모델링하여 신경 신호의 전달과 전달되는 정보의 내용을 이해하고자 하는 분야이다. 전산 신경과학은 기존의 생물학적인 신경과학 연구에 대한 보완적인 연구방법으로 이론적이고 계산적인 방법을 사용한다. 본 논문에서는 신경 세포에서 반응 인코딩에 해당되는 신호 발생율(firing rate)과 스파이크 통계(spike statistics)를 설명하고, 신경 세포에서 반응 디코딩에 해당되는 스파이크-트레인 디코딩(spike-train decoding)에 대하여 설명한다.
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본 논문에서는 SNP데이터를 이용하여 간경화에 대한 감수성을 예측하기 위해 의사결정 트리를 이용하였다. 데이터는 간경화 환자와 정상환자 총 116명의 데이터를 사용하였으며, Feature 값으로는 간질환과 밀접한 연관성을 갖는 28개의 SNP데이터를 사용하였다. 실험방법은 각각의 SNP에 대하여 의사결정트리로 분류율을 측정한 후 가장 높은 분류율을 가지는 SNP부터 조합해 나가는 방식으로 C4.5 의사결정트리를 이용 leave-one-out cross validation으로 간경화와 정상을 구분하는 정확도를 측정하였다. 실험결과 간 질환 관련 SNP중 IL1RN-S130S, IRNGR2-Q64R, IL-10(-592), IL1B_S35S 4개의 SNP조합에서 65.52%의 정확도를 얻을 수 있었다.
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최근 멀티미디어를 활용한 정보표현능력 함양을 위하여 컴퓨터그래픽 강좌 개설이 증가하고 있으며, 이와 함께 해당 강좌에 대한 선행학습자가 빠르게 증가하고 있다. 하지만, 대부분 강좌는 선행학습 여부를 고려하지 않고 실행되고 있어서, 학습성취도의 저하와 컴퓨터그래픽 전문가 양성에 제약을 받고 있다. 본 논문에서는 선행학습자들의 차별된 학습 욕구를 파악하고, 구성주의 교육공학 이론에 기초하여, 선행학습 경험이 있는 학생들을 위한 강의모형의 특징과 강의교재의 특성을 제안한다.
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정보통신 기술의 발전은 양방향의 참여 문화를 형성하고 있다. e-러닝의 환경도 웹 기반의 환경에서 모바일 환경과 방송과 융합된 네트워크 환경으로 변화되며, e-러닝도 학습자의 직접 참여를 요구하는 교수-학습 교수법을 제공하고 있다. 다양한 네트워크 환경에서 원하는 정보를 생성, 추출하고 다른 사람과 의사소통할 수 있어야 한다. e-러닝의 발전으로 복합적 사고와 고차원적인 인지 사고를 위해 학습자 주도의 개별적자율적 학습, 협력적(collaborative)학습을 제공할 수 있다. 즉, e-러닝의 웹 기반에서 발전하여 무선 네트워크 환경으로의 변화가 학습 환경도 시간적, 공간적으로 자유로울 수 있는 모바일 환경(mobile environment)에서 방송과 통신이 융합되고 나아가 유비쿼터스 환경(ubiquitous environment)으로 전환되고 있다. 본 논문에서는 e-러닝의 콘텐트를 다양한 디지털 기기에 따라 재사용하고 재구성하여 제공할 수 있도록 메타데이터 맵핑 구조에 대해 연구하고자 한다.
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시 공간상의 제약 없이 다양한 정보의 제공이 가능한 현재의 웹 환경을 통해서 우리나라는 다양한 정보와 자료를 활용하여 학습자 중심의 탐구활동 및 자기 주도적 학습을 강구하고 있다. 따라서, 전국 초중등 학생들을 대상으로 시도별 특화된 맞춤 서비스, 즉 LMS(학습관리시스템)을 구축 운영하고 있지만 현재 시스템에서는 다양하고 방대한 학습 콘텐츠에서 학습자가 자신에게 맞는 과정을 검색, 신청하는데 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 이런 어려움을 해결하기 위해서 학습자가 개인의 학습내용을 빠르고 편리하게 등록하고 검색할 수 있게 하고, 시스템의 지능적인 의미검색이 가능하게 하기 위해서 시맨틱 웹과 AJAX기술을 이용한 개인 맞춤형 학습관리 시스템 설계 및 구현을 하였다.
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컴퓨터 프로그래밍 실습의 공간적, 시간적 제약 및 프로그램 구입과 관련한 경제적 제약을 극복하기 위해 인터넷 웹 환경에 기반을 둔 학습 시스템에 대한 연구가 지금까지 진행되어 왔다. 본 논문에서는 기존의 웹 기반 학습 시스템을 이동기기를 학습매체로 하는 모바일 학습 환경으로 확장 적용하였으며, 이를 통하여 장소와 시간에 더 독립적인 컴퓨터 프로그래밍 학습 환경을 가능하게 할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 모바일 학습 시스템은 PDA를 이용하여 컴퓨터 프로그래밍 실습을 할 수 있도록 설계되고 구현되었으며, 사용자의 PDA에 별도의 클라이언트 프로그램이 필요 없이 브라우저 상에서 바로 실행할 수 있도록 설계 및 구현하였다. 또한, 다양한 PDA 디스플레이 크기를 고려하여, 사전에 여러 규격의 디스플레이 템플릿을 보유하여, 사용자는 자신의 PDA 크기에 적합한 디스플레이를 선택할 수 있다.
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본 논문에서는 교육 분야에서 블로그를 활용함에 있어 나타나는 문제점들을 분석하고, 이를 개선하기 위해 블로그에 지능형 에이전트 개념을 적용하는 방안을 제안한다. 우선 교육 분야의 기존 블로그 사이트 문제점을 과제관리 측면에서 분석한다. 그리고 이 문제점을 해결하기 위해 지능형 블로그 에이전트 개념을 활용하는 방안을 제시한다. 마지막으로, 블로그 에이전트 기술 중 RSS Reader를 사용한 싸이월드의 '페이퍼'를 이용하여 교육용 블로그 에이전트를 설계 및 구현한다.
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WBES(Web-Based Education System for Programming Language)는 웹을 기반으로 한 프로그래밍 학습 시스템이다. 학습자와 교수자가 시스템적 공간적 제약에 구애 받지 않도록 하여 학습자에게는 자율적이고 효율적인 학습이 가능하도록 하고 교수자에게는 과제제출이나 성적부여에 편의성을 극대화 한다는 장점이 있다. 본 논문에서 제안하는 WBES의 구현으로 가상학습시스템의 실습교육환경 미 구축 문제를 해결하여 이론교육과 그에 따른 실습이 병행되도록 한다. 또한 교수자 일인당 많은 학습자가 존재하는 현재의 교육환경에서 과제제출과 채점, 성적부여에서 학습자를 개인단위로 관리해야 하는 어려움을 별도의 과정이나 번거로움 없이 해결한다. 향후 본 시스템은 사이버대학, 방송대학, IT교육기관 등의 가상교육 학습시스템의 컨텐츠로 활용 가능할 뿐만 아니라 점차 확대되고 있는 공학인증시스템에 도입되어 발전가능하다.
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정보 통신의 발달과 인터넷 기술의 발달로 그래픽 등의 매체를 통하여 시간과 장소에 구애받지 않는 학습자 수준에서 적절한 교육을 받을 수 있는 쌍방향 멀티미디어 환경의 원격 웹 기반교육(Web Based Instruction, WBI)이 등장하게 되었다. 인터넷을 활용한 교육을 함으로써 개별화된 교육을 할 수 있고, 학습자들이 인터넷을 통해 함께 탐구하고 대화하며 결론에 도달하는 협력 학습의 장을 제공할 수 있게 되었다. 그래프 알고리즘은 자료구조의 한 분야로 종류도 다양하고 개념도 복잡하여 학습자들이 쉽게 이해하지 못하는 부분이 많았다. 본 논문에서는 그래프 알고리즘을 하이퍼텍스트를 통한 단순한 자료의 제시에 그치지 않고 웹의 장점을 살려 플래시를 통해 각 그래프 알고리즘의 수행단계를 시각적으로 보임으로써 그래프 개념을 쉽게 이해하고 여러 종류의 그래프 알고리즘을 효율적으로 반복 학습할 수 있도록 하였다. 또한 C로 구현된 각 알고리즘의 소스를 볼 수 있게 하고 그 결과도 보여줌으로 그래프 알고리즘을 정확히 이해하도록 하였다. 학습 후 평가 문제를 통해 학습자의 이해도를 평가하고 평가 결과를 막대그래프 차트로 보임으로써 비교 평가가 쉽게 구현하였다.
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최근 정보화 시대에 발맞추어 나가기 위해서는 학습자의 문제해결력을 함양하기 위한 능력을 기를 수 있는 교육이 이루어져야 한다. 학습과정에서 학습자 스스로 지식을 조작하고 문제를 해결할 수 있는 학습자중심의 자기 주도적(self-directed) 학습이 강조되고 있다. 이러한 학습을 위하여 웹 기반에서의 문제은행 시스템을 이용하여 자기 주도적 학습과 수준별 학습 평가가 가능하도록 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 연구에서 제안하는 시스템은 학습자가 스스로 필요한 문제를 출제하여 학습할 수 있으며, 문제출제 형식은 문제은행방식을 이용한 동적 출제방식을 사용하였다. 학습자가 학습 결과를 즉각적으로 확인하여 직접 피드백 할 수 있으며, 다시 풀어보기를 원하는 문제는 오답노트 기능을 통하여 복습할 수 있도록 하였다. 또한 모의고사를 통한 결과분석에 따라 개인별 심화 및 보충학습을 통해 완전학습 목표에 도달할 수 있도록 하였다. 평가 시 한 과목의 편중을 막기 위하여 비율을 설정해놓았으며, 학습통계에서 평균과 자신의 성적을 비교함으로써 철저하게 자신의 위치를 파악할 수 있도록 하였다.
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본 논문에서는 학생들의 방학 중 생활 습관을 분석하기 위해 연관규칙을 사용한 접근법을 제안한다. 이를 위해, 우선 학생들이 할 수 있는 방학 중의 생활 습관에 대한 다양한 요소를 도출한다. 다음으로, 연관규칙를 적용하기 위한 데이터 변환 및 분석 방법을 제안한다. 마지막으로, 설문조사를 통해 수집한 현실의 구체적 데이터에서 연관규칙을 추출한다. 그 결과, 학원수강을 하는 학생들은 국어, 영어, 수학 세과목 모두를 수강한다는 일반적인 규칙을 얻을 수 있었다.
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고등학교 수학과 교육과정에서의 ‘확률과 통계'단원은 실제로 자료의 수집과 요약을 통하여 자료 분석방법을 배우고 사회와 자연현상을 인식하고 추론하는 능력을 기르는데 목표를 두고 있다. 추상적인 수학내용을 직접 시도하거나 학생들이 실제적인 자료를 수집하고 직접 자료를 해석하고 추론해 보는 경험과정은 수학실험과 시뮬레이션이라는 컴퓨터 학습을 통해 가능하고 개념학습의 전 단계에서 보다 구성적이고 탐구적인 활동을 강화할 수 있다. 본 논문에서는 ‘확률과 통계'의 교수-학습과정에서 수학적 시뮬레이션을 활용한 웹 기반 학습모형을 제시하여 학습자들에게 수학적 내용과 관련된 구체적 매체를 조작하는 컴퓨터 실험 활동을 통하여 수학에서의 원리발견과 통계적 추론을 경험하고 유도할 수 있는 탐구적 학습 환경을 조성해 보고자 한다.
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컴퓨터와 하드웨어의 발달과 더불어 데이터 통신기술은 인터넷을 필두로 하여 괄목할만한 발전을 가져왔다. 아울러 FTP, Telnet, SMTP, HTTP, DHCP등의 네트워크 응용 프로토콜도 속도와 유저 인터페이스에 있어서 수많은 변화가 있었다. 하지만 이러한 외형적인 변화에도 불구하고 TCP, UDP 방식의 Socket 프로토콜은 네트워크 프로그래밍의 가장 기초적인 원리를 제시하고 있는데, 초보 학습자들에게 있어서 Socket을 구성하는 많은 시스템 함수들을 모두 이해하고 이것을 프로그래밍에 적용하기란 쉬운 일이 아니다. 본 연구에서는 Socket의 많은 함수들을 API기반의 모듈로 캡슐화 하여 C/C++ 기반의 네트워크 프로그래밍을 보다 손쉽고 효율적으로 수행할 수 있고, 또한 네트워크 프로그래밍의 동작 원리를 효과적으로 프로그래밍 학습에 적용할 수 있는 전산 교육시스템인 네트워크 프로그램 소스 생성기를 제안 한다.
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정보 통신 기술의 발달로 컴퓨터를 활용한 교육 영역이 계속 발전해 나가고 있고, 교수-학습에 도움을 주기 위한 많은 코스웨어 들이 개발되어 사용되고 있다. 기존의 코스웨어는 수업시간에 이미 배운 내용을 단순 반복하거나 형성 평가 형식의 예제를 풀어보는 유형으로, 학습자는 미리 계획된 커리큘럼과 프로그램에 수동적으로 반응하게 되어 코스웨어에서도 교수 중심의 학습이 이루어 지는 것을 극복하기 위해 본 연구에서는 학습자가 능동적으로 학습 과정에 참여하여 학습자 중심의 교육이 이루어 질 수 있고 텍스트가 아닌 프로그래밍 언어나 아이콘화 된 메뉴를 이용해 쉽게 접근이 가능하며 실제 상황과 유사하게 학습환경을 제공하고 수행결과를 확인해 학습의 효과를 극대화 시킬 수 있는 응용 프로그램 인터페이스(Application Program Interface) 기반의 시뮬레이션형 코스웨어를 설계해보고자 한다.
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본 논문에서는 메타 테이블(meta table)을 이용한 광선(ray)과 삼각형(triangle)들의 교차검사를 할 수 있는 효율적인 레이트레이싱 알고리즘을 제안한다. 기존의 kd-tree 탐색은 깊이 우선 탐색을 하면서 이미 방문했던 노드들을 방문하지 않기 위해서 스택을 이용하는 방법을 택하고 있는데, 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 스택을 사용하지 않고 읽기 전용으로만 쓰이는 메타 테이블을 둠으로써 기존의 트리 탐색 과정보다 효율적으로 트리의 리프 노드들에 접근할 수 있도록 하였다. 실험결과 제안된 레이트레이싱 알고리즘이 기존의 kd-tree의 트리 탐색보다 노드 방문을 5배 이상 적게 하였고, 이미지 렌더링 시간도 총 2배 정도 향상됨을 볼 수 있었다.
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본 논문에서는 텍스처 매핑을 처리하기 위한 텍스처 유닛 하드웨어 설계에 효율적인 새로운 유동형 소수점 포맷을 제안한다. 기존 고정 소수점 포맷은 하드웨어가 간단한 반면 고품질 텍스처 처리를 수행할 경우 오버플로우/언더플로우가 발생하며 부동 소수점 포맷은 이를 해결할 수 있으나 하드웨어가 복잡하다. 제안한 방식은 오버플로우/언더플로우를 해결하면서 부동소수점보다 하드웨어 크기를 줄여서 본 포맷을 적용한 가산기는 부동소수점보다 26% 작으며 곱셈기는 고정/부동 소수점보다 절반 이상으로 작다. 따라서 제안한 포맷은 100Mhz 이상의 빠른 동작이 가능하며 모바일 3차원 그래픽 가속기의 텍스처 유닛 설계에 효과적이다.
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본 논문에서는 햅틱 피드백과 스테레오 비쥬얼 큐를 혼합한 다중 감각 기반의 지능형 3차원 형상 분석 방법을 소개한다. 지능형 형상 분석 방법은 3차원 모델의 구조에 대한 보다 상세한 정보를 제공한다. 특히 의료 분야에 사용될 경우 전문가의 개입을 최소화하여 질병 진단 및 치료 등에 사용될 수 있다. 본 연구에서는, MRI나 CT 영상으로부터 생성된 3차원 매개변수형 모델을 이용하여 유사 모델 집단을 대표하는 통계 형상을 구축한 후, SVM (Support Vector Machine) 학습 알고리즘을 이용하여 두 집단간 형상 차이를 분석한다. 3차원 형상에 대한 신속한 시각적 이해와 직관적 조작감은 물체 표면의 형상 변화를 분석하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 물체 조작 및 관찰 등의 작업을 수행할 때, 햅틱 피드백과 스테레오 비쥬얼 큐를 혼합한 인터랙션 기법을 사용하여 공간감과 깊이감을 향상시켜 형상 분석 결과를 효과적으로 분석한다. 본 연구에서는 해마, 관상 동맥, 뇌와 같은 인체 장기를 실험 데이터로 사용하여 제안한 SVM 기반의 분석 방법과 인터랙션 환경의 성능을 평가한다. 본 연구에서 구현한 SVM 기반 이진 분류기는 두 집단간 형상 차이를 효과적으로 분석하며, 또한 다중 감각 인터랙션은 사용자가 분석 결과를 관찰하고 카메라 및 형상을 효율적으로 조작하는 데 도움을 준다.
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자연 현상에서 나타나는 연기나 난류의 움직임을 사실적으로 시뮬레이션을 할 때 Navier-Stokes 방정식을 이용한다. 이 방정식을 이용한 구현은 방대한 연산량과 계산의 복잡성으로 인하여 실시간 시뮬레이션이 어렵다. 이 때문에 실시간 처리를 위하여 복잡한 수식을 근사화한다. 유체 시뮬레이션의 이류(advect) 과정에서 근사화를 위해 Semi-Lagrangian 방법을 이용할 때, 연기 시뮬레이션은 시간이 지남에 따라 밀도가 현저히 줄어들고 소규모의 소용돌이(small-scale vorticity) 현상이 급격히 감소하는 등의 수치적 소실이 발생한다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 이류항(advection term)을 계산할 때 새로운 수치적 방법을 제안한다. 본 논문에서는 이류항의 값을 구할 때, 현재 격자 주변의 값 중에서 다음 단계에 현재 격자의 위치로 오는 속도를 가진 격자를 찾아, 그 격자의 속도를 이류 속도 벡터로 활용한다. 이는 밀도와 소용돌이 현상의 수치적 소실을 줄여서 사실성을 높이고 실시간 처리도 가능하게 한다. 또한 본 논문에서는 GPU 구현을 통해 벡터 연산 등의 효율성을 높이며 시뮬레이션의 속도를 향상시킨다.
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가상공간의 시각적 렌더링에 있어서 카메라의 위치와 방향에 따라서 현재 보여지고 있는 장면의 복잡도가 달라지게 된다. 단순한 장면과 복잡한 장면이 혼합되어있는 경우에 렌더링의 프레임율이 크게 달라지게 되어서 사용자의 가상공간의 항해에 대한 카메라 이동 시에 끊김 현상이 느껴지게 된다. 본 논문에서는 장면이 복잡도에 크게 의존되지 않으면서 지속적으로 안정된 프레임율을 보장할 수 있는 기여도 컬링 기법을 제시한다. 컬링 기술은 복잡한 장면의 빠른 렌더링을 위해 필수적으로 사용되어왔다. 자연스럽고 빠른 렌더링을 위해 본 논문에서는 이미지 공간에서 모든 객체에 대한 바운딩 사각형의 넓이를 빠르게 계산한다. 영상 영역에서의 계산된 넓이가 작은 객체들을 프레임율을 만족시키도록 렌더링 파이프라인에서 제외시킨다. 전체적으로 기여도가 높은 객체들은 최대한 포함시키기 때문에 렌더링의 질을 보장한다. 복잡한 환경에서의 기여도가 작은 많은 객체들을 배제시킴으로써 속도를 향상시킨다. 실제 대도시의 일정 영역에 제안한 기법을 적용하여 본 결과, 복잡한 장면들이 질적인 저하 없이 균일하고 빠른 렌더링을 보장한다는 것을 보여주었다.
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기존의 탐색 알고리즘은 탐색 창 내의 원점에서 탐색을 시작한다. 하지만 영상은 일정한 방향으로 규칙적으로 움직이는 것이 많기 때문에 Frame
$_t$ 의 움직임 벡터(MV)가 Frame$_{t-1}$ 의 움직임 벡터와 같을 가능성이 크다. 이를 참고하여 본 논문에서는 시작점을 원점뿐만 아니라 Frame$_{t-1}$ 의 MV까지도 예측 시작점으로 선택하여 탐색의 시작점을 다양화 하였다. 실험 결과 탐색 시작점을 다양화 함으로써 full search를 제외한 diamond search, hexagonal search, 4 step search등 기존의 탐색 알고리즘보다 30$\sim$ 80% 더 작은 SAD값을 구할 수 있었다. -
현대 영상산업에서 컴퓨터 그래픽스가 차지하는 비중은 크게 늘어나고 있다. 컴퓨터 그래픽스 기술의 발달로 인한 디지털 영화나 애니메이션이 점차 증가함에 따라 이러한 장면이 등장하는 가상캐릭터를 쉽게 접할 수 있다. 이런 가상 캐릭터를 이용하여 가상 해저 환경을 생성하기 위해서는 3D 모델링 및 애니메이션 기술을 개발해야 한다. 국내에서는 가상 해저 환경을 구축하여 실감 체험을 할 수 있는 VR 콘텐츠 기술 개발에 관련하여 군중 장면 처리 및 군중 행동 시스템의 설계 및 구현 등의 연구가 있었으나 군중 행동 모델러 기술 개발을 실용화 할 단계까지는 미치지 못하고 있다. 본 논문에서는 가상 해저환경에 존재하는 다수의 캐릭터의 움직임을 수작업으로 제공하는 것이 시간과 비용이 많이 소요되기 때문에 이를 자동화하여 보다 사실적이고 효율적인 가상 해저환경 속에서 군중 행동 장면을 생성하기 위해서 Fish 군중 행동 모델러 기술을 개발한다.
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선행스케줄링(pre-scheduling)은 정적인 작업(periodic job)과 동적인 작업(sporadic job)을 유연하게 처리하기 위해 제안된 스케줄링 방식이다. 이 방식은 오프라인 컴포넌트와 온라인 컴포넌트로 구성되며 오프라인 컴포넌트에서는 비주기적으로 도착하는 동적인 작업들을 고려하여 정적인 작업들을 여러 부분작업으로 분할하고, 그리고 각 부분작업들의 실행시간, 준비시간, 마감시간을 부여하고 실행순서를 결정한다. 온라인 컴포넌트에서는 이 정보들을 이용하여 정적인 작업들을 정해진 실행순서에 따라 스케줄하고, 동적인 작업이 도착하면 EDF(Earliest Deadline First) 스케줄링 방식으로 처리한다. 그러나 선행스케줄링에서는 자원공유문제를 고려하지 않고 실행시간을 부여하였으므로 여러 정적인 작업들이 하나의 자원을 공유할 경우에 배타적인 자원접근을 보장하지 못한다. 본 논문에서는 단일처리기 환경에서 여러 정적인 작업들의 자원공유를 고려하여 자원의 배타적 사용을 보장하는 선행스케줄 생성기법을 제시한다. 이 기법은 각 작업의 자원 방출시간을 예측하고 예측시간에 근거하여 각 작업의 자원사용구간이 중복되지 않도록 실행시간을 결정한다.
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무선 센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅에서 생활 환경과 컴퓨터 사이의 중계자 역할을 하는 매우 중요한 연구 분야이다. 매우 제약적인 자원 환경에서 동작하여야 하는 센서 노드의 동작 환경적 특성 때문에 제한된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 센서 노드용 운영체제가 요구된다. 센서 노드는 제약적인 자원을 가지고 있지만 데이터 수집, 데이터 프로세싱, 다른 노드로부터 수신된 데이터의 전달 등 여러 가지 작업들이 동시에 발생된다. 기존의 범용 센서네트워크 운영체제에서는 극도로 제한된 자원을 최대한 효율적으로 사용할 수 있는 방법에 대하여 주로 연구해 왔다. 무선 센서 네트워크의 응용 범위가 점차 넓어지고 있다. 방사능 감지와 같이 실시간성을 요구하는 응용분야들이 생겨나기 시작하면서 센서 네트워크에서도 실시간성의 필요성이 대두되게 되었다. 실시간 센서 네트워크 연구 분야에서 실시간 통신 프로토콜의 연구 결과가 발표되고 있지만, 실시간 운영체제의 지원없이 완전한 실시간성을 보장하기 힘들다. 하지만 센서 노드용 실시간 운영체제에 대한 연구는 아직까지 활발히 진행되지 않고 있다. 본 논문에서는 정시성을 보장하는 분산 객체 모델인 TMO를 센서네트워크의 제한된 자원 환경에 알맞도록 경량화 시킨
$\mu$ TMO 모델을 제시하고, 센서 노드용 운영체제에$\mu$ TMO 모델 을 적용하여 실시간성 지원에 따른 오버헤드를 감소시킨 실시간 센서 네트워크 운영체제의 구조를 제안한다. -
중대 핵심 시스템은 변화하는 상황에 대해서 정보를 빠르게 획득하고, 대처하는 것이 매우 중요하다. 임무 수행 중에 시스템의 환경이나 예상하지 못한 상황이 발생하였을 경우, 임무를 효율적으로 처리하는 데 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 상황 인지를 중대 핵심 시스템에 적용하여 환경의 변화와 상황에 대해서 유연하게 대응할 수 있게 한다. 이는 시스템 주변 환경과 상황을 인지하여서 적절한 판단을 내릴 수 있도록 하여 임무에 도움을 준다. 본 논문에서는 상황 인지를 적용한 시스템의 아키텍처를 제안하고 이를 검증하기 위해서 공중 방어 시스템 시뮬레이션에 적용한 실험 결과를 통해서 유효성을 검증한다.
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이 논문에서는, 과거의 사용량 정보와 서비스 지연시간이 상호 의존관계를 가지는 지연시간-대역폭 정규화 개념을 설명하고, 이에 기반한 스펙트럼 형태의 스케줄링 모델을 제시한다. 이 모델에서는 각 응용이 자원을 획득할 수 있는 권한을 주기적으로 축적하며, 서비스를 받을 경우 그 권한을 소비하게 된다. 사용되지 않고 축적된 권한은 추후의 스케줄링에서 자원 획득 가능성을 높여 지연시간을 단축시키는 효과를 낸다. 이 때 과거의 축적된 정보를 주기적으로 감쇄시킴으로써 과거의 사용 정보를 부분적으로 망각하도록 할 수 있으며, 그 감쇄 정도에 따라 지연시간-대역폭 정규화 정도를 제어할 수 있다. 이 기본적 모델의 세부사항을 조절함으로써 이 모델이 GPS, virtual clock, decay usage 등의 스케줄러와 유사한 특성을 나타낼 수 있음을 보였으며, 이를 통해 기존의 무관해 보이는 스케줄러들이 연속적인 스펙트럼상에 존재함을 설명하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 모델의 특성을 관찰하였다.
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최근 온라인 원격실험이 하나의 이슈로 되면서 지역적으로 분산된 실험 장비, 데이터베이스, 작업현장 등을 접근 하는 다양한 방식이 제안되고 있다. 다양한 모니터링 시스템이 존재하고 또한 개발 되고 있는 현황에서 본 논문은 분산 시스템 환경과 실시간 시스템을 어떻게 접목을 시키고, 여기에 Grid환경에서 제공하는 인증체계를 도입하는 모델을 구상하고 있으며, 실질적인 사용가치를 갖는 멀티 타겟 실시간 원격 모니터링 시스템을 제안한다. 실시간 시스템은 보다 정밀한 시간을 제공함으로서 실시간 적인 모니터링과 차후 저장된 데이터에 의한 세밀한 리뷰가 가능하게 한다. 본 시스템은 실시간 미들웨어(TMO)에서 제공하는 시간적 정확성 및 실시간과 Grid인증의 접목에 착안점을 두고 있으며 환경분야 실험모니터링 시스템이라는 현실적 모델의 구현을 통하여 본 시스템을 검증한다.
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본 논문은 모바일 무선 시스템의 가용시간을 늘리고자 최근 사용량이 증가하고 있는 웹 응용으로 대표되는 대화형 응용을 사용할 때 시스템의 에너지를 효율적으로 줄일 수 있는 통합 전력 제어 기법을 제시한다. 기존의 방법들은 CPU와 WNIC의 소모 에너지 절감을 위하여 상호간에 영향이 없다는 가정하에 CPU와 WNIC에 대하여 각각의 정책을 수립하였다. 하지만 제시되는 매커니즘은 대화형 응용을 처리할 때 WNIC에서 얻을 수 있는 정보들을 CPU의 전압과 주파수 조절에 사용함으로써 시스템 레벨의 에너지 소모를 효율적으로 줄일 수 있다. 실험결과는 제시되는 매커니즘에 의해 기존의 CPU와 WNIC의 모드를 별개로 제어한 방법에 비해 평균 46%, 최대 62%의 소모 에너지 절감 효과를 보였다.
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본 논문은 그래픽 가속기를 포함한 모바일 시스템에서 멀티미디어 응용을 위한 통합전력관리 기법을 제안한다. 가속기가 포함된 시스템이 멀티미디어 프로세스를 실행할 때 QoS를 유지하면서 에너지 절약을 하기 위해서는 가속기의 특징을 고려한 DVS 알고리즘이 필요하다. 그러나 기존 DVS 알고리즘은 CPU 위주로 연구된 알고리즘이여서 가속기가 포함된 시스템에 적용하는 것은 문제가 있기 때문에 CPU와 가속기의 특징을 고려한 통합전력관리 DVS 방법이 필요하다. 제안된 DVS 스케줄링은 리눅스 운영체제 상에 구현하였으며 Intel 2700G 그래픽 가속기가 포함된 Xscale 장치에서 실험을 하였다. 따라서 제안된 DVS 기법이 범용적인 프로세스의 QoS를 보장하면서 에너지 소비를 CPU위주로 연구된 알고리즘보다 평균 12.5% 줄일 수 있음을 밝혔다.
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파일 시스템의 안정성에 문제가 생긴 경우, 파일 시스템의 동작이 중단되어 수정 중이던 데이터가 손실되거나 기존 데이터의 복구가 불가능하게 되는 상황이 발생 할 수 있다. 데이터의 종류에는 파일의 데이터와 같이 데이터 자체가 중요한 내용을 담고 있는 것과 파일의 데이터를 관리하기 위한 정보를 담고 있는 데이터가 있는데 후자를 메타데이터라고 한다. 단순히 파일의 데이터가 손실된 경우에 약간의 데이터 손실이 발생할 수는 있지만, 파일 시스템은 정상적으로 동작 할 수 있다. 하지만 메타데이터가 손상된 경우에는 파일 시스템이 볼륨에 접근조차 할 수 없게 되어 볼륨 내의 모든 파일을 접근할 수 없게 된다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해 DualFS [8], log-structured 파일 시스템 [10], XFS [9] 등의 다양한 저널링 파일 시스템들이 제안되었다. 그 중 Ext
$_3$ 파일 시스템은 가장 안정적이고 치명적인 문제점이 없는 것으로 알려져 있다.[7] 하지만 Ext$_3$ 파일 시스템에서 기본적으로 사용되고 있는 ordered mode 저널링은 메타데이터의 복사가 이루어져야 하기 때문에 속력의 저하가 발생한다. 본 논문에서는 ordered mode의 메타데이터의 복사 작업이 필요 없는 개선된 ordered mode 저널링을 제안한다. -
멀티미디어 응용 환경에서 데이터 메모리에 오류가 있는 경우에 이를 복원시키는 간단하고 효율적인 영상 복원 방식을 제안한다. H.264 복호화기의 예를 이용하여 최대 BER=0.1%인 메모리 결함율의 환경에서 본 논문에서 개발한 방식의 효율성을 기존의 메모리 결함 복원 방식과 비교하였다. 실험 결과 제안된 방식에 의하여 복원된 영상의 질은 거의 원본과 같은 수준으로 뛰어나다. 본 방식을 구현하기 위하여 추가된 하드웨어가 소비하는 전력은 전체 시스템 전력량의 약 0.05%이지만, 면적 요구량은 기존 방식의 1/56 이하에 불과하다. 따라서, 멀티미디어 제품 설계에 제안된 방식을 사용한다면, 결함이 존재하는 메모리를 재활용할 수 있게 됨으로써 관련 제품의 질을 유지하면서도 단가를 낮출 수 있게 될 것으로 기대된다.
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본 논문에서는 MPEG-21 프레임워크를 Peer-to-Peer Network 상에서 구동시킬 때의 문제점을 해결하면서, P2P의 장점을 최대한 이용할 수 있도록 하는 P2P 방식의 디지털 권한 관리 시스템(P2PDRMEngine)을 설계한다. MPEG-21 프레임워크의 여러 구성 요소들 중 IPMP(Intellectual Property Management and Protection components), DI(Digital Item), Multimedia Contents 등의 구조에 몇 가지 요소를 추가하여 P2PDRMEngine과 MPEG-21 프레임워크가 서로 유기적인 동작을 할 수 있도록 설계하고 또한, DI를 생산, 배포, 사용할 때 사용자에게 편리성을 제공 해주는 기능도 고려한다. P2PDRMEngine은 기존의 MPEG-21 프레임워크의 수행에 지장을 주지 않으면서 보안적인 측면과 요소 간의 기능을 강화하는 데 초점을 맞추어 설계한 시스템이다.
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기존 센서 데이터 처리를 위한 대부분의 연구는 특정응용 메커니즘을 갖는 중앙 집중형 구조를 사용하고 있다. 데이터는 미리 정의된 방법으로 수집되어 중앙 서버의 전형적인 DBMS에 의해 저장된다. 그러나 다양한 센서의 등장은 각 센서의 서로 다른 특성 때문에 기존의 방법으로는 센서로부터 수집된 데이터를 처리하거나 관리하기 어려운 문제점을 야기 시켰다. 따라서 본 논문에서는 이기종의 센서로부터 수집된 정보를 구축하고 이를 위해 우리가 그동안 연구한 헬스케어 프레임워크 기반에서 센서 매니저를 추가 구현하였다. 제안된 센서 매니저는 이기종의 센서로부터 수신된 스트림 형식의 데이터를 처리하고, 각 센서 데이터의 변화 정도에 따른 수집 주기 설정 및 데이터베이스에 저장하기 위한 기능을 포함하고 있다. 센서 매니저의 수행성을 검증하기 위해 Mica2 Mote와 Cricket 센서로부터 수집된 데이터 처리과정과 헬스케어 데이터베이스 관리 도구를 통해 데이터베이스에 저장된 정보를 확인하였다.
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본 논문에서는 사용자 계층별 요청률에 따라 웹 서버 컴퓨팅 노드들의 성능 분리를 동적으로 수행하는, 퍼지 이론을 적용한 웹 서버 성능 분할 기법에 관하여 논하였다. 제안된 기법은 컴퓨팅 노드의 현재 부하량, 사용자 계층별 요청률을 퍼지 입력 변수(Fuzzy Variables)로 하여, 애매모호한 노드의 정량적 부하를 정성적으로 표현할 수 있도록 하였으며, 이를 통해 계층별 요청률이 급격한 변화에 대응하여, 계층별 요청을 처리하는 담당 노드의 수를 동적으로 조절할 수 있게 하였다. 제안된 기법에 대한 성능분석을 통해 퍼지정리를 활용한 기법이, 이를 사용하지 않은 기법에 비해 우수한 응답시간 성능을 보여주고 있음을 검증하였다.
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최근 산업현장에서는 작업의 빈번한 변화에 따른 로봇의 재배치, 테스트로 인해 많은 비용이 소모되고 있다. 이러한 문제점의 해결방안으로 OLP(Off-line Programming) 시뮬레이션 시스템이 주목받고 있다. 현재 대부분의 OLP 시뮬레이션 시스템은 하나의 컴퓨터에서 실행되는 하나의 응용프로그램으로 되어있다. 따라서 로봇을 제어하는 시뮬레이션 프로그램이 복잡해지고 시뮬레이션 대상이 되는 작업장의 규모가 커지게 되면 이와 비례하여 시뮬레이션에 소모되는 시간이 늘어나게 되고 이로 인하여 시뮬레이션 진행상황을 실시간에 맞추어 출력하지 못하게 되는 경우가 발생하게 된다. 또한 하나 컴퓨터에서 실행되는 응용 프로그램의 한계로 인해 시뮬레이션 상황을 출력하는 화면크기는 제한될 수밖에 없어지고 여러 작업장의 시뮬레이션 진행상황을 동시에 확인하기가 힘들어 진다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 하나의 PC에서 실행되는 OLP 시뮬레이션 시스템을 사용자가 지정하는 로봇의 집합 단위로 네트워크로 연결된 여러 개의 PC에서 실행할 수 있도록 하여 다수의 로봇 제어 프로그램을 실행하는데 걸리는 부하와 시뮬레이션 진행 상황을 출력하는 CAD시스템에 걸리는 부하를 분산 시키고 연결된 여러 PC를 통해 시뮬레이션 진행상황을 자유롭게 확인할 수 있는 구조를 제안하였다. 그리고 시뮬레이션 시스템의 분산화로 인해 발생하는 동기화 문제에 대한 해결 방안으로 기존 시스템에 사용되는 이벤트/사이클 혼합 방식의 로봇 시뮬레이션 시스템의 알고리즘을 분산시킨 방안을 제시하였다.
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Cho, Byung-Tae;Kim, Sun-Wook;Park, Hyung-Sic;Kim, Hyung-Shin;Choi, Jong-Wook;Chae, Dong-Sock;Lee, Jong-In 223
인공위성의 탑재 컴퓨터는 일종의 내장형 시스템으로서, 인공위성 전체의 동작을 제어하는 핵심 부품이다. 이러한 인공위성 탑재 컴퓨터에 이용되는 시스템 소프트웨어는 실시간 고신뢰성을 요구하고 있으며, 따라서, 위성 컴퓨터에 탑재되는 시스템소프트웨어 및 응용소프트웨어의 동작성능 분석은 매우 중요한 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 차세대 저궤도 인공위성의 ERC32 기반 탑재 컴퓨터용 시스템 소프트웨어의 동작상태를 분석할 수 있는 모니터링 도구를 설계하였다. 이를 위하여 인공위성 시스템 소프트웨어 모니터링 도구의 요구조건을 분석하였다. 제안한 도구는 상위수준 및 하위수준에서의 모니터링이 동시에 가능하며, 시스템 소프트웨어의 실시간성 및 신뢰성을 선행적(proactive) 방법으로 감시할 수 있는 장점이 있다. -
모바일폰, MP3 플레이어, PDA와 같은 개인 휴대용 임베디드 기기가 다양해지면서, 각 기기의 부팅 시간은 제품 경쟁력을 위해 개발자가 고려해야할 중요한 이슈가 되었다. 이를 위해 Disable Console[1], Kernel XIP[2], IDENoProbe[3] 등의 기술이 제안되었지만, 부팅 시간의 80%를 차지하는 디바이스 초기화와 드라이버 등록에 대한 고려가 부족하다는 점에서 한계를 가진다. 본 연구에서는 부팅 시에 불필요한 IDE나 다른 인터페이스 채널의 초기화 과정 및 디바이스 드라이버의 등록과정을 생략하고, 그 과정을 부팅이 완료된 후로 지연시킴으로써 부팅 시간을 단축시키는 방법을 제안한다. 본 연구를 이용할 경우 부팅 시에 불필요한 IDE 인터페이스 채널의 초기화를 생략함으로써 기존 시스템의 부팅 시간에 비해 약 7초 정도 (일반 리눅스 부팅 시간의 약 14.15% 개선)의 성능 향상을 기대할 수 있으며, 나아가 부팅 과정의 80% 정도를 차지하는 디바이스 드라이버의 등록 과정의 일부를 생략하여 부팅 성능을 개선할 수 있는 실험적 근거를 제시하였다.
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I/T 산업의 발전으로 다양한 종류의 디바이스와 시스템 소프트웨어 및 응용프로그램이 일반화되면서 시스템의 복잡도가 높아지는 문제점이 발생하였고 이러한 문제는 시스템 운영관리를 위한 전문지식이 없는 일반 사용자에게는 더욱 치명적이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 Autonomic Computing개념이 연구되고 있다. 본 연구에서는 보다 개인화되고 자원제약적인 웨어러블 컴퓨팅 환경에 적합한 Autonomic Personal Computing을 위한 자율관리 서비스 구조를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 Configuration Manager는 Self-Configuration을 위한 필수 기능만을 Client에 탑재하고, 많은 리소스 소비를 요구하는 기능은 Server의 도움을 받는 구조로 자원제약적인 웨어러블 컴퓨팅환경에서 원활한 Self-Configuration을 제공한다.
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휴대용 단말기의 보급과 인터넷 및 무선 네트워크의 발달로 사용자들이 사용하는 개별 장치들이 보편화되어 있으며, 이들을 서로 유기적으로 엮은 서비스가 등장하고 있다. 본 논문에서는 이러한 서비스의 한 종류로 U-Kiosk의 개념을 소개한다. U-Kiosk는 Kiosk 단말장치나 공용 PC를 사용자 개인의 PC처럼 사용할 수 있도록 하여 이들의 리소스를 직접 제어할 수 있는 기능을 제공한다. 이것을 실현하기 위한 방안으로 본 논문에서는 공용 PC에서 개인 PC의 바탕화면 설정을 포함해 모든 자원을 직접 사용할 수 있도록 하는 부분을 구현하고 설명을 하였으며, 인증 과정에서 사용자의 개입을 최소한으로 줄이는 방법에 대해서 소개한다. 이를 위하여 초소형 보안 단말기인 PANDA를 사용하였으며, Zigbee 통신을 사용하여 사용자의 위치정보를 파악하여 자동으로 인증을 하도록 하는 Transient Authentication의 개념을 도입하였다. 두 컴퓨터 간의 원격 접속을 위해서는 VNC를 이용하여 구현하였으며, 사용자가 공용 PC로부터 일정 거리 안에 있을 경우, 자동으로 원격 접속이 이루어지고, 공용 PC로부터 멀어질 경우 자동으로 접속이 종료되도록 구현하였다. 이를 기반으로 제안하는 U-Kiosk의 개념에 맞는 테스트 베드를 구축 하였다. 이는 UFC Project
$^{2)}$ 의 일부로서 차후 완벽한 인증 인프라를 구축하여 보다 안정적이고 사용하기 편리한 U-Kiosk의 구현에 초석이 될 것이다. -
본 논문에서는 검사장비에 제어용 라이브러리를 연구, 개발을 하였다. 개발된 라이브러리는 OPC 클라이어트, 스테이지 구동, 스위치 구동, 현미경 구동, 화상처리, 얼라이먼트, 태스크 관리로 나뉘며, 라이브러리 테스트 프로그램을 개발하여 모든 라이브러리의 기능 구현 테스트를 실시하고 있다. 제어 시스템 분야에서 세계 표준인OPC 개념을 도입하여, 검사 장비의 PLC 프로그램과 네트워크를 통해 데이터를 주고, 받을 수 있도록 OPC 서버를 사용하여 데이터를 관리하였다. 실제 검사장비에 탑재하기 전에 성능테스트를 위해PLC에 테스트 프로그램을 입력하여 실험을 하였다.
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최근 무인항공기는 정찰임무를 포함하여, 기상관측, 해상관측 등의 여러 임무로 사용되고 있으며, 점점 활용도가 높아지고 있다. 이러한 무인항공기 제어시스템은 과거에 비해 복잡도가 증가했으며, 보다 정밀한 실시간 제어가 요구되고 있다. 이러한 제어시스템을 위한 객체지향 설계방법론은 복잡한 모델에 대한 분석을 보다 빠르게 해주고, 재사용이 가능한 시스템 구축을 가능하게 해 줄 것이다. 이러한 목적을 위해 본 논문에서는 실시간 객체 모델인 TMO모델을 사용하여 시스템을 설계하고, TMO모델을 지원해 주는 리눅스 기반의 미들웨어를 사용하여 무인항공기 제어 시스템을 구현함으로써, 정밀한 실시간 제어시스템에 대한 TMO모델의 적합성을 판단하고, TMO모델 지원 미들웨어의 성능을 평가해 본다.
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인터넷 보급화와 기술의 발달로 가정 내 가전기기들을 네트워크로 연결하여 서로의 정보를 공유한다. 분산 환경인 연결 동작을 지원하는 시스템을 홈 네트워크의 기술을 바탕으로 사이버 홈이라는 개념이 생겨나게 되었다. 그리고 가전기기들의 인터넷을 통하여 제어할 수 있는 기술들이 생겨났다. 로컬화 되던 가전기기들이 디지털화되고 이기종간 연결을 위해서 미들웨어를 필요하다. 미들웨어를 사용하지 않을 때에는 서로 다른 가전기기들을 연결하여 사용하려면 중간에 Converter를 설치해야만 하는 불편한 점을 미들웨어가 해소해주게 되었다. 미들웨어로 UPnP와 Jini등 다양한 기술들이 생겨났다. 본 논문은 아직 미들웨어의 표준화가 되지 확정 않은 시점에서 미들웨어 하나인 UPnP을 택하여 가정내에서 전자 액자 서비스를 구현하고 그것에 대한 효용성을 보이고자 한다.
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계층적 메모리 구조는 성능 향상 이외에도 하위 캐쉬로의 접근을 줄임으로서 전체적인 소비 전력 효율을 높이는 방법으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 임베디드 프로세서의 대표적인 StrongARM의 단일 계층 구조를 대상으로 프로세서에 근접한 명령어 캐쉬를 새로 추가하여 첫 번째와 두 번째 계층의 명령어 캐쉬 크기에 따라 변화하는 소비 전력을 모의실험을 통해 측정하고 두 계층의 명령어 캐쉬 크기에 따른 상호 관계에 대해 알아본다. 직접 사상과 32B의 블록 크기를 갖는 L0 명령어 캐쉬를 삽입하여 에너지 효율이 가장 높은 크기를 찾아보고 효율적 크기에서 소비전력을 측정한 결과 온 칩 구조로 가정한 프로세서 전체의 소비 전력이 최대 약 65%로 감소됨을 볼 수 있으며, L1 명령어 캐쉬가 두 배씩 증가함에 따라 에너지 효율적인 L0 명령어 캐쉬의 크기 또한 두 배씩 증가함을 알 수 있다.
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최근 낸드 플래시 메모리는 임베디드 저장 장치로서 많이 사용되고 있을 뿐만 아니라 플래시 메모리의 저장 용량의 대용량화로 하드 디스크를 대체하는 SSD(solid state disk) 같은 제품이 출시되고 있다. 플래시 메모리는 하드디스크에 비하여 저전력, 빠른 접근성, 물리적 안정성 등의 장점이 있지만 읽기와 쓰기의 연산의 불균형적인 비용과 덮어 쓰기가 안 되고 쓰기 전에 해당 블록을 지워야하는 부가적인 작업을 수행해야 한다. 이와 같은 특징은 플래시 메모리의 쓰기 성능을 저하 시키고 기존의 하드디스크를 대체하는 것을 어렵게 만든다. 이와 같은 플래시 메모리의 단점을 해결하기 위해서 본 논문에서 비휘발성 메모리와 플래시 메모리를 함께 사용하는 방법을 제안한다. 최근 MRAM, FeRAM, PRAM과 같은 차세대 메모리 기술의 발전과 배터리 백업 메모리의 가격 하락으로 인하여 비휘발성 메모리의 상품적 가치가 높아지고 있다. 하지만 아직까지 용량 대비 가격이 비효율적이기 때문에 소용량의 비휘발성 메모리를 활용하여 플래시 메모리의 쓰기 연산에 대한 단점을 보완하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 FTL 에서 비휘발성 메모리를 쓰기 버퍼로 이용한 여러 가지 버퍼 관리 정책을 실험하였고 각 관리 정책에 따른 플래시 메모리의 성능 향상을 측정하였다. 실험을 통하여 최대로 읽기의 횟수는 90% 감소, 쓰기 횟수는 33% 감소, 소거 횟수는 50% 감소 효과를 보였다.
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Ubiquitous 기술의 눈부신 발전에 힘입어 많은 새로운 응용 분야가 대두되고 있다. 특히, well-being에 기반한 고품질의 healthcare 서비스에 대한 사회적인 수요가 급증하면서, U-Healthcare에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 healthcare 서비스 중에서 치매 환자의 효과적인 관리를 위한 시스템 설계에 초점을 두고 있다. 구체적으로, 환자의 예상 활동 영역을 계층적으로 분할하고, 특정 영역 내에서의 치매 환자 출입 상황이나 위치 등을 자동적으로 파악하여 치매환자를 효과적으로 관리하고 실종 등의 상황에서 보호자나 의료인에게 필요한 정보를 효과적으로 제공하는 치매 환자 배회 관리 시스템을 설계한다.
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C/C++언어로 구현된 응용프로그램들은 언어적인 특성으로 메모리 릭에 취약하다고 알려져왔다. 이에 이러한 언어적인 약점을 보완하기위해 가비지 컬렉션 등과 같은 기술이 연구/발표되어왔다. 그러나 릭이 실제 응용프로그램 사이에서 얼마나 발생이 되고 있으며 얼마나 심각한지 발표된 자료는 찾을 수 없었다. 제안된 보완기술들 조차 실제 응용프로그램을 적용하여 테스트한 사례는 찾을 수 없었다. 따라서, 본 논문에서는 실제 응용 프로그램을 선정하여 메모리 릭의 발생 정도를 측정하고, 발생 원인은 무엇이고 C/C++ 언어간의 릭 발생 특징은 존재하는지 조사해 보고자 한다. 또한 Valgrind 툴을 이용하면서 발견된 문제점을 토론함으로써 향후 더 우수한 동적 메모리 디버깅 툴을 개발하는데 기여하고자 한다.
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몬드리안 메모리 프로텍션(Mondriaan Memory Protection)은 워드 단위까지 접근 권한 설정을 제공하는 메모리 보호 개념으로, 프로세서에서 요청하는 주소에 대하여 올바른 접근 권한을 가지고 있는지 검사한다. 기존 프로세서의 명령어 셋에 대한 추가 또는 변경과 프로그램 소스의 변경이 필요 없으면서도, 프로그래머 또는 사용자에 의해서 생길 수 있는 잘못된 메모리 접근을 원천적인 방법으로 방지할 수 있다. 본 논문에서는 몬드리안 메모리 프로텍션을 마이크로프로세서를 이용한 실제 하드웨어로 구현 하면서 발생 되는 고려 사항과 문제점에 대하여 짚어보고, 그 해결책을 제시하였다.
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The Design and Implementation of Low Power Real-Time Operating System Using Dynamic Power Management배터리로 동작하는 휴대용 기기와 같은 임베디드 시스템은 복잡한 애플리케이션을 보다 오랜 시간 동안 동작할 수 있도록 하기 위해 하드웨어와 소프트웨어 측면 모두에서 저전력 기법의 구성이 필요하다. 한정된 하드웨어 시스템의 자원을 효율적으로 관리하고 보다 적은 전력소모를 위해서는 저전력 기법이 탑재된 저전력 실시간 운영체제가 필요하다. 본 논문에서는 IBM 과 MontaVista Software 에서 제안한 DPM(Dynamic Power Management) 기법을 적용한 저전력 실시간 운영체제를 설계 및 구현하였다.
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본 논문에서는 TMO 엔진과 객체 간 통신을 위한 채널 기반의 분산 IPC로 구축된 분산 컴퓨팅 서비스에, 동적으로 TMO 분산 실시간 객체를 추가하거나 제거하기 위한 프레임워크를 설계 구현하였다. 개발된 프레임워크는 분산 TMO 객체의 동적 구성 변경을 위한 채널의 접속 정보 관리, QoS 관리를 위한 스케줄링 및 채널 할당 정보 관리 등의 자원 관리를 동적으로 수행하여, 접속을 원하는 신규 TMO에게 접속에 필요한 정보의 제공과 중계를 담당하는 접속 브로커의 역할을 한다. 위와 같은 기능은 분산 실시간 객체 TMO를 위한 커널인 TMO-Linux 상에 구현되었다.
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DRPF는 DVR 카메라에 의해 저장된 영상을 제어하여 사용자가 원하는 고지서 양식으로 변환한 후 프린터로 출력할 수 있게 한다. 현재 각 공공기관에서 발부되는 고지서는 따로 사진을 스캔하여 수 작업한 문서를 인쇄하는 실정이다. 본 논문에서는 미리 정해진 양식에 맞게 영상 이미지와 텍스트를 자동적으로 작성한 고지서를 인쇄할 수 있는 프로그램을 구현한다. 또한 DB와 연동하여 방대한 양의 정보를 제어하고 변환한 양식을 효율적으로 관리할 수 있다. GPL를 따르는 공개 소프트웨어를 지향하기 때문에 기업은 물론 개인도 자유롭게 이용 가능하다.
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DVD 비디오와 차세대 DVD의 한 진영인 HD-DVD 비디오 디스크는 다른 광 디스크와 마찬가지로 스크래치와 같은 결함이 발생할 수 있다. 결함은 물리적/논리적 원인에 따라 분류 가능하다. 결함은 디스크의 내부구조(네비게이션 데이터와 프리젠테이션 데이터)의 위치에 따라 각각 다른 이상 동작 현상을 발생 시킨다. 본 논문에서는 결함으로 인한 이상 동작 현상을 분류하고, 복구 또는 회피 할 수 있는 알고리즘을 제안하여 DVD/HD-DVD 비디오 디스크를 사용하는데 있어 결함으로 인한 불편함을 최소화하는데 목적이 있다.
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디바이스 드라이버는 커널 고장을 유발하는 가장 큰 원인이며, 커널 영역에서 동작하므로 커널에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문은 운영체제의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 디바이스 드라이버 실패가 발생했을 때, 고장난 드라이버와 이 드라이버를 사용하는 응용 프로그램을 복구하는 방법을 제시한다. 우리는 논문에서 제시한 복구 시스템을 FRS (Failure Recovery Subsystem) 이라고 부르겠다. 디바이스 드라이버가 고장 났을 때, FRS는 디바이스 드라이버의 실행 환경을 다양하게 변경하고 드라이버를 재실행함으로써 같은 고장이 반복되지 않도록 한다. FRS은 고장을 복구하고 디바이스 드라이버를 정상적으로 실행함으로써 전체 시스템의 안정성을 향상시킨다.
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최근 임베디드 분산 객체 응용 기술로 CORBA 규격이 사용되고 있다. CORBA규격은 엔터프라이즈 응용을 위해서 만들어진 규격이지만, 임베디드 시스템 환경에 적합하게 수정, 이식을 하고 있다. 그러나 주로 예측을 통한 CORBA의 동적인 기능 삭제와 CORBA 서비스를 최소화 한 메모리 사용량 제한에 중점을 둔 규격을 만들어 왔다. 실제 표준 CORBA 규격의 임베디드 시스템에 이식을 통한 실험적인 데이터를 근거 설정된 규격 설정이 필요하다. 따라서 이 논문에서는 표준 규격의 CORBA를 실제 임베디드 시스템에 이식을 하고, 동적인 응용프로그램을 실행함으로써 임베디드 시스템에서 발생 할 수 있는 특징을 조사 해보고자 한다. 이러한 특징을 근거로 임베디드 시스템 CORBA 규격 설정에 근거가 될 수 있을 것이다.
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현재의 네트워크화 된 환경에서 Reverse Engineering 방지의 중요성은 높아지고 있다. 특히 Java의 경우 Reverse Engineering에 의한 위험성에 더욱 노출되어 있다. 본 논문에서는 이러한 환경에서 Reverse Engineering 방지에 대한 기존의 연구에 대하여 검토하고, Java 바이트 코드의 암호화를 통한 방어 기법으로서 동적 인스트루멘테이션을 이용한 재구성이 가능한 새로운 Java 실행 환경을 제안하였다. 이를 통하여 보다 신뢰성 있는 모바일 에이전트 환경을 구축할 수 있을 것이다.
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응용프로그램의 개발 비용이 높아지고 개발 기간이 점차 단축되면서, 응용프로그램의 재사용에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 특히 실시간 응용프로그램들은 플랫폼 종속성에 의해 다른 운영체제에서 새로 개발해야하므로 개발 비용과 시간상의 문제가 심각하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 OS Changer, Xenomai, Leagcy2Linux와 같은 다양한 인터페이스 미들웨어들이 개발되었으나 미들웨어에서 제공되는 API가 특정 운영체제에 종속되거나, API의 확장성을 제공하지 못한다는 문제점이 존재한다. 본 연구에서는 기존 미들웨어들의 문제점을 극복하고, 더 나아가 API를 동적으로 재구성할 수 있는 실시간 운영체제 인터페이스용 미들웨어를 구현하였다.
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멀티미디어 디지털 기기의 발전으로 다양한 형태의 저장장치에 저장되어 있는 디지털 데이터 등을 다른 멀티미디어 디지털 기기에서 이용하기 위한 외부 인터페이스로 멀티카드리더기를 사용하며 이러한 멀티미디어 디지털 기기는 임베디드 리눅스를 기반으로 하고 있다. 이에 본 논문에서는 멀티미디어 디지털 기기에서 사용되는 uClinux기반의 운영체제와 멀티카드리더기 모듈과의 인터페이스 최적화 방안에 관하여 제안한다. 기존의 멀티카드리더기 모듈과의 인터페이스 방법은 시스템의 리소스를 많이 사용하여 시스템의 안전성이 떨어지며 성능 또한 좋지 못하다. 이러한 문제를 디바이스 드라이버와 운영체제 인터페이스를 최적화 하는 방법을 본 논문에서 논의 하고자 한다.
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최근 이동성을 지향하는 사용자의 욕구 충족을 위해 유선 환경 기반 서비스를 유무선망 혼용 형태로 확장하려는 다양한 연구가 진행되고 있다. 하지만 다양한 서비스가 혼재되어 있는 상태에 이를 유연하게 연동/통합하여 서비스를 제공하거나 새로운 서비스를 만들어내는 것은 현재의 개발 환경을 고려할 때 매우 어려운 일이다. 즉, 서비스의 추가 혹은 변경 발생은 해당 서비스를 제공하는 애플리케이션의 추가 혹은 변경을 필요로 하게 되며, 여기에 추가로 이종 서비스의 연동이 고려되는 경우 추가/변경된 서비스와 연동되는 서비스 애플리케이션 모두가 영향을 받는 제약을 가지고 있다. 이에 따라 이러한 제약을 극복하기 위한 프레임워크 개발, 네트워크 통합 등의 다양한 연구가 진행되고 있으며, 본 논문에서는 적은 부담으로 새로운 서비스를 수용하고 또한 추가된 서비스와 기존의 서비스가 적응적으로 연동되어 새로운 서비스를 생성 가능하도록 하는 유연한 통합 무선 애플리케이션 지원 게이트웨이 구조를 제안한다.
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배터리를 사용하는 소형 임베디드 시스템은 효과적인 전력관리가 필요하다. 그러나 현재까지 개발된 전력관리 기법들은 대부분 운영체제와 하드웨어를 대상으로 하고 있어 개발 플랫폼에 종속적인 특징을 갖는다. 따라서 시스템을 개발할 때마다 지원하는 전력관리 기법을 하드웨어나 운영체제에 따라 여러 번 개발을 해야 하는 단점이 있다. 본 논문에서는 하위 계층에서 지원하는 전력관리 기법에 관계없이 동일한 기능을 제공하는 웨어러블 컴퓨터용 전력관리 미들웨어를 설계하였다.
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최근 VCR과 DVD 플레이어 이후에 많은 주목을 받고 있는 Divx Player는 수많은 종류의 상품들로 전성기를 맞이하고 있다. 이러한 Divx Player는 다양한 상품의 홍수 속에서 이미 충분한 하드웨어, 소프트웨어적 발전을 이루었다. 따라서 엇비슷한 성능의 상품들 속에서 소비자에게 돋보이기 위해서 차별화된 디자인과 편리한 UI(User Interface)가 필요하게 되었다. 이러한 UI 디자인을 구성하는 다양한 방법 중에 웹문서를 조작하듯이 쉽고 편리하게 UI를 수정할 수 있는 XML 파싱이 크게 각광받고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 Divx Player의 UI를 구성하는 XML의 기능과 그에 관련한 리모컨 조작의 연관성과 그 동작에 관하여 설계 및 구현을 하였다.
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자원 제약적인 무선 센서네트워크상에서 전송비용을 최대한 줄이기 위하여 데이터의 수집 및 처리를 분산된 형태로 처리하는 방법이 필수적이다. 또한 Declarative Query를 이용하여 다양한 질의를 표현하고 처리할 필요성이 있다. 센서네트워크 데이터베이스는 이와 밀접한 관련이 있고 본 논문에서는 기존의 센서네트워크 데이터베이스 시스템의 문제점을 분석해보고 해결책을 제안하고자 한다. 아울러 유한 상태 머신 기반의 실행모델을 이용하고 응용의 변화에 대처할 수 있게 동적 재구성 기능을 지원하도록 설계된 SenOS상에서 센서네트워크 질의 처리 시스템의 구조와 설계방법에 대하여 살펴보겠다.
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RFID 기술을 이루는 핵심 컴포넌트라 할 수 있는 RFID 미들웨어는 태그(Tag)로부터 수신된 대량의 EPC 데이터에 대한 정제를 통하여 응용 프로그램이 요구하는 데이터 형태로의 선처리 기능을 수행하는 역할을 담당하는 소프트웨어 플랫폼이다. RFID 미들웨어로부터 수집, 정제된 데이터들은 해당 데이터들과 연관되는 비즈니스 애플리케이션들이 요구하는 정보에 대한 키로써의 역할을 하게 된다. 이와 같은 태그로부터 수신된 대량의 EPC 데이터와 실제 응용 측이 요구하는 정보와의 맵핑을 통하여 비즈니스 애플리케이션들의 의미있는 데이터로써 활용된다. 이러한 데이터들이 사용되는 비즈니스 프로세스 영역에서의 업무들의 일련의 절차들을 통한 자동화 처리 구성이 가능할 경우, 절차들을 구성하는 단위 업무들과 직접적으로 연계되는 비즈니스 애플리케이션들에 대한 워크플로우를 처리 담당하는 비즈니스 미들웨어와 애플리케이션의 처리에 필요한 관련 데이터와의 연동 방안을 고려하여 통합된 모델을 구성하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 RFID 기술의 활용 도메인을 엔터프라이즈 영역에 초점을 맞추고, 비즈니스 업무의 처리 대상이 되는 정보 및 자산들에 대한 데이터 수집 및 관리를 담당하는 RFID 측과 비즈니스 관련 데이터를 바탕으로 실제 비즈니스 프로세스를 구성하는 단위 업무들의 자동화 처리를 담당하는 워크플로우 측과의 연계 방안에 대한 기술 및 통합 프레임워크를 제시하고자 한다.
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다양한 종류의 동영상을 출력하는 디스플레이 장치에 색역 사상 알고리즘이 적용이 되기 위해서는 약 10나노 초 정도의 처리 속도가 필요하기 때문에 실제로 구현하기가 매우 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 특정 장치의 색역 사상 결과를 샘플링한 후 3차원 룩업테이블에 저장하는 하드웨어 구조가 있는데, 본 논문에서는 이러한 해상도 절감 3차원 룩업 테이블을 이용한 색역 사상 하드웨어를 기술하고, 기존의 하드웨어의 구조를 보다 최적화할 수 있는 방법을 제시하고 성능 향상을 확인한다. 해상도 절감 3차원 룩업 테이블을 이용한 색역 사상 방법은 최종 사상 값을 출력하기 위하여 3차원 보간부를 필요로 하는데, 3차원 보간부는 실시간 하드웨어에서 큰 비중을 차지하고 있는 부분이다. 본 논문에서는 기존의 육면체 구조를 이용한 3차원 보간 방법에 비하여 연산 과정이 간단한 사면체 구조를 이용한 3차원 보간 방법으로 보간을 수행하는 새로운 하드웨어 구조를 제안하였고, 새로운 하드웨어가 기존의 방법보다 더 높은 성능을 기대할 수 있으면서 전체적인 하드웨어의 크기를 절감할 수 있음을 보인다.
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최근 플래시 메모리는 여러 장점들 때문에 다양한 휴대기기에서 많이 사용되고 있다. 반면 내구성에 약점을 갖고 있는 플래시 메모리의 특성 때문에 최대한 소거 동작을 적게 하여 오랫동안 사용하는 FTL 알고리즘을 개발하는 연구가 필요하다. 이러한 FTL 알고리즘을 실험하고 평가하기 위해서 트레이스 데이터를 연구에 활용하는 일이 많아지면서, 쉽게 트레이스 데이터에 대한 분석도구를 개발하였다. 우리는 트레이스 데이터를 다양한 그래프로 그려주고 통계치를 산출해주는 도구를 개발하였고, 이를 바탕으로 트레이스 분석 작업을 쉽게 할 수 있도록 하였다. 마찬가지로 이러한 도구는 버퍼 교체정책을 실험하고 평가하는 일에도 사용 될수 있다. 그리고 각 그래프를 설명하면서 트레이스에 데이터 대한 설명과 함께 분석을 통하여 버퍼교체 알고리즘 및 FTL 알고리즘에 어떻게 활용 할 수 있는지 설명하였다.
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수많은 동시 사용자를 처리해야 하는 인터넷 서버에서는 다수의 연결을 효율적으로 처리 하는 것이 중요한 문제이다. 기존의 멀티 쓰레드 방식이나 이벤트 드리븐 방식이 가지는 한계를 극복하기 위한 한 가지 대안으로서 네트워크 비동기 입출력 방식을 들 수 있다. 네트워크 비동기 입출력을 요청 한 후에 완료될 때까지 블로킹 되지 않고 즉시 다른 작업을 진행할 수 있는 방식으로서, 하나의 쓰레드에서 다중 연결을 효율적으로 처리할 수 있게 한다. 본 논문에서는 리눅스 커널에 네크워크 비동기 입출력을 구현하고 실험을 통한 성능 분석을 수행하였다.
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이동 컴퓨팅 환경에서 이동 호스트는 무선 통신망의 협소한 대역폭을 효율적으로 사용하기 위해 캐쉬를 사용한다. 하지만 이동 호스트는 서버와의 통신 단절로 인해 서버에 존재하는 데이터와 일관성 문제가 발생하여 정확성을 잃을 수 있다. 이를 해결하기 위해 기존의 무효화 보고를 개선하여 주기적으로 브로드캐스트 되는 데이터를 테이블로 유지함으로써 단절로 인해 발생하는 일관성 문제를 해결하고자 하였다. 또한 이동 호스트의 요청 데이터를 예측하여 이동 컴퓨팅 환경에서의 심각한 대역폭 문제를 해결하고, 서버에 데이터를 요청 할 때의 소요 시간을 줄일 수 있는 효율적인 기법을 제안하고자 한다.
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퓨리에 시리즈를 사용하면 이미지의 외곽선 특성을 표현할 수 있다. 이미지의 퓨리에 계수를 추출하기 위해서는 우선 이미지를 구성하는 주요 오브젝트를 표현하는 곡선을 추출한다. 이러한 곡선은 오브젝트의 특정 중심점에서 외곽선을 따라 일회전하면서 그 거리를 좌표상에 표시함으로써 얻을 수 있다. 기존의 퓨리에 계수를 추출하는 방법들은 추출된 계수를 이용하여 해당 곡선을 복원했을 때 원래의 곡선에 존재하던 상세한 특성을 표현하지 못한다는 단점이 있으며 이는 결국 이미지로부터 추출한 곡선을 사용하여 이미지를 검색할 때 정확도를 상당히 떨어뜨리게 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 Binary Range Reduction (BRR) 알고리즘을 제안한다. BRR 알고리즘은 원래의 곡선과 퓨리에 계수를 통해서 복원된 곡선간의 차이를 줄이기 위해서 전체의 곡선을 통해서 하나의 퓨리에 계수 세트를 추출하지 않고, 복원된 곡선이 원래의 곡선과 차이가 일정 크기 이상 나지 않도록 퓨리에 계수를 추출하는 구간을 나누어가며 퓨리에 계수를 추출한다. 이렇게 추출된 다수의 퓨리에 계수 세트를 통해서 복원된 곡선을 사용하여 이미지들 간의 유사도를 비교한다. 실험을 통하여 BRR 알고리즘을 사용하여 곡선에서 추출한 퓨리에 계수로 복원한 곡선이 원래 곡선의 특성을 정확하게 표현하고 있음을 보였고, 퓨리에 계수와 BRR알고리즘을 이미지 검색에 적용하였을 때, 높은 검색 결과를 얻을 수 있음을 보였다.
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본 논문에서는 홈 내에서 헬스케어 상황정보 서비스를 제공하기 위한 모바일 프락시에 대해 기술한다. 모바일 프락시는 헬스케어 홈 서비스의 목적에 따라 분산자원의 통합 및 맞춤형 관리모델인 분산객체그룹 프레임워크를 기반으로 한다. 모바일 프락시의 주요 기능은 이동성을 지원 및 멀티미디어 스트림 동기화 그리고 그룹통신 지원한다. 특히, 클라이언트의 가용환경에 따라 수행객체에 대한 이동성을 제공한다. 이를 기반으로 헬스케어 상황정보 서비스를 제공하기 위해 사용되는 상황정보는 거주자의 위치, 홈 내에 설치된 센서/기기로부터 수집된 위치, 건강 그리고 쾌적환경 정보를 포함한다. 또한 헬스케어 상황정보 서비스를 위한 응용객체, 자원들의 그룹관리 지원 DOGF를 기반으로 이동성 지원 컴포넌트인 모바일프락시는 거주자 위치이동에 따라 적합한 헬스케어 상황정보 서비스를 제공한다. 모바일프락시를 이용한 헬스케어 상황정보 서비스는 헬스케어 지원 음악치료, 원격상담 서비스와 처방 주의 및 스케줄 알림서비스를 구현했다. 끝으로 제안한 환경에서 거주자의 위치, 시간 및 상황인식에 따라 구현하여 수행한 헬스케어 상황정보 서비스 결과를 보였다.
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최근 영상 데이터를 사용하여 서비스를 하는 분야가 늘어감에 따라 그 중 보안과 관련하여 영상데이터 내에 존재하는 객체를 추출하여 추적하는 방법에 대한 연구가 지속적으로 발전하고 있다. 최근에는 프레임버퍼링을 사용하여 초당 30프레임 이상의 영상을 처리하는 경우가 많다. 하지만 영상을 통한 객체 추적의 경우 빠르게 객체를 인지하여 움직임을 추적할 수 있는 기술이 드물다. 본 논문에서는 저속 처리되는 문제를 극복하기 위하여 프레임 버퍼링을 사용하여 객체를 추적할 때 차영상의 히스토그램을 사용할 것을 제안한다. 이에 따라 히스토그램을 사용하는 객체추적 시스템을 설계 및 구현하고, 본 추적능력을 검증한 결과 2배에 가까운 성능이 향상됨을 얻었다.
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휴대폰, PMP, PDA와 같은 모바일 기기의 사용은 일상이 되었고 최근 이러한 기기들 간의 컨버전스화가 활발히 진행 중이다. 일반적으로 모바일 기기는 제한적인 배터리를 장착하고 있기 때문에 저전력성은 매우 중요한 기능 중의 하나로 간주되고 있다. 본 논문에서는 모바일 기기에 사용할 수 있는 다양한 스토리지 환경에서 대해서 논하고, 동영상 재생 시에 각 장치에서 소모전력을 측정하고 그 패턴을 분석한다. NAND 플래시를 이용할 경우에 Idle 상태에 비해서 33%이상의 추가 전력소모가 발생하였으며, HDD, WLAN을 이용한 NFS기반의 네트워크 스토리지, 그리고 본 연구를 통해 처음 구현된 모바일 기기용 객체기반 IP 스토리지의 경우 NAND 플래시에 비해서 약 3배 이상의 높은 전력이 소모됨을 볼 수 있었다.
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본 논문에서는 정보가전기기를 제어하기 위해 ZigBee를 이용한 데이터 기반의 양방향 통합 리모컨의 모델을 제시하고자 한다. 본 논문에서 제시되는 데이터 기반의 양방향 통합 리모컨의 사용자 인터페이스는 물리적으로 고정되어 있지 않고 정보가전기기로부터 얻은 인터페이스 정보를 이용하여 해당 정보가전기기에 알맞은 인터페이스를 유동적으로 사용자에게 제공한다. 따라서 제어할 수 있는 정보가전기기의 제한이 사라지며 사용자가 직감적으로 이해할 수 있는 인터페이스 제공, 다양한 정보가전기기의 제어, 상태 모니터링 등이 가능해진다.
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센서 노드는 정보 수집, 데이터 통신, 협력을 통한 모니터링과 같은 작업들을 수행하기 위해 군사 작전 지역, 산업 시설, 생태 환경 등에 배치된다. 응용 프로그램과 운영체제가 설치된 센서 노드를 센서 필드에 배치하고 나면 센서 노드는 쉽게 수거되기 어렵고 재프로그래밍을 위한 물리적인 연결이 힘들게 되어 응용의 변화에 따른 새로운 응용 프로그램의 설치, 수정과 같은 업데이트가 쉽지 않다. 또한 제한적인 시스템 자원을 가진 센서 노드의 특성상 이러한 재구성 기능은 업데이트에 사용되는 비용이 고려 되어야한다. 본 논문에서는 유한 상태 머신 (finite state machine) 기반의 운영체제인 SenOS에서 응용의 변화에 대처할 수 있도록 동적 재구성 기능이 구현된 형태와 특징을 기술한다.
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임베디드 시스템의 발달로 인해 기존의 컴퓨팅 패러다임(Paradigm)이 모바일이나 웨어러블 컴퓨팅 등 임베디드 환경으로 급격하게 변화하고 있다. 이렇게 컴퓨팅 패러다임이 변화해도 정보 서비스에 대한 기술이 여전히 필요하다. 네트웍 환경에서 많이 사용하고 있는 정보 서비스 기술중의 하나인 Data Distribution Service(DDS)는 간단한 통신 메커니즘을 기반으로 하면서도 높은 성능으로 정보 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 실시간 운영체제를 사용하는 내장형 시스템에 Data Distribution Service(DDS)를 적용하여 데이터의 수집과 전송을 효율적으로 사용하게 하였다.
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실시간 운영체제(Real Time System)를 탑재한 내장형 시스템(Embedded System)은 수십 년 전부터 다양한 용도로 개발되어 왔다. 그래픽 장치들이 미비했던 초기의 내장형 시스템에서는 사용자 인터페이스가 단순하게 구현되었으나, 기술의 발달로 인하여 사용자가 쉽게 이용할 수 있게 GUI(Graphic User Interface)가 적용될 필요가 있다. 멀티미디어 기기에서 요구되는 포토 뷰, MP3P, 동영상과 같은 기능들을 만족 시키고, 또한 내장형 시스템의 특성상 GUI 가 경량이어야 한다. 본 논문에서는 실시간 운영체제인 UbiFOS
$^{TM}$ 에 멀티미디어 기기를 위한 UbiFOS_GUI 를 설계 및 구현하였다. -
최근 임베디드 디바이스에 여러 가지 장점을 제공하는 자바기술은 필수적인 요소가 되었다. 임베디드 디바이스에 적용되는 자바기술은 J2ME 플랫폼이며, 이는 K 가상 머신(K Virtual Machine)의 핵심인 CLDC(Connected Limited Device Configuration)와 그래픽 유저 인터페이스, 네트워크 API, 사운드 API 등을 명세하고 있는 MIDP(Mobile Information Device Profile)로 구성되어 있다. 이 중 그래픽 유저 인터페이스와 네트워크, 사운드 부분은 구현 시 시스템에 의존적인 부분을 따로 구현해야 하는데, 이는 네이티브(native)함수로 구현할 수 있다. 본 논문에서는 J2ME 플랫폼에서 정의된 사운드 API 의 기능들을 분석하여 임베디드 시스템에 적합한 사운드 API 의 네이티브 함수를 구현하였다.
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현재 많은 센서 네트워크 운영체제에서는 메모리 제약 때문에 스레드 스택을 공유한다. 하지만 대부분의 대상 플랫폼에서는 MMU가 없어서 하드웨어적으로 스택 보호가 이루어지기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 운영체제 바이너리 코드 안에 존재하는 스택 연산 명령어들을 스택 보호 기능을 가진 래퍼 함수호출로 바꾸어 주었다. 이 래퍼 함수는 스택의 오버플로우/언더플로우를 관리해 주고 오리지널 코드에 있던 명령어를 실행한 후 원래 실행 흐름으로 돌아가게 한다. 본 논문에서는 이러한 동작을 수행하는 Post-Compile Processing Tool의 구조와 세부 메커니즘을 제안한다. 이 툴은 직접 바이너리를 조작하므로 개발의 유연성을 살리고, 정적인 조작만 가하기 때문에 실행시간 오버헤드가 적다. 또한 임베디드 플랫폼 환경과 같이 하드웨어 자원의 제약이 있는 구조에 적합하다.
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유비쿼터스 컴퓨팅의 인프라가 되는 센서 네트워크는 매우 작은 하드웨어로 이루어지는 많은 수의 센서 노드들로 구성된다. 이 네트워크의 토폴로지와 라우팅 방식은 그 목적에 따라 결정되어야 하며, 하드웨어 및 소프트웨어도 필요한 경우에는 변경되어야 한다. 따라서 그러한 네트워크를 최적으로 설계하기 위해서는 시스템 동작을 확인하고 성능을 예측할 수 있는 센서 네트워크 시뮬레이터가 필요하다. 현존하는 몇몇 센서 네트워크 시뮬레이터들은 특정 하드웨어나 운영체제에 맞추어 개발되었기 때문에, 그러한 특정 시스템들을 위해서만 사용될 수 있다. 그리고 시스템 설계 상의 주요 이슈가 되는 전력 소모량 및 프로그램 실행 시간을 추정하기 위한 어떤 수단도 지원하지 못하고 있다. 이 연구에서는 기존의 센서 네트워크 시뮬레이터들이 갖고 있는 문제점을 해결한 시뮬레이터를 개발하고, 센서 네트워크의 계층적 라우팅 프로토콜인 LEACH, TEEN, APTEEN의 전력소모량을 시뮬레이션을 이용하여 분석하였다. 시뮬레이션의 작업부하인 명령어 트레이스로는 ATmega128L 마이크로컨트롤러용 크로스컴파일러에 의해 생성된 실행 이미지를 사용하였다. 따라서 각각의 라우팅 프로토콜을 실제 센서 보드에서 동작하는 응용 프로그램으로 구현하고, 컴파일된 실행 이미지를 작업부하로 사용하여 시뮬레이션 하였다. 라우팅 프로그램들은 ETRI의 센서 네트워크 운영체제인 Nano-Q+ 1.6.1을 기반으로 구현되었으며, 하드웨어 플랫폼은 옥타컴의 센서 보드인 Nano-24이다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 센서 네트워크는 그 사용 목적에 따라 라우팅 프로토콜을 적절히 선택해야 한다는 것을 알 수 있다. 즉, LEACH는 주기적으로 네트워크의 상황을 체크해야 하는 경우에 적합하고, TEEN은 환경의 변화를 수시로 감지해야 하는 경우에 적합하다. 그리고 APTEEN은 전력소모량과 기능 측면을 모두 고려할 때 가장 효과적인 라우팅 프로토콜이라고 할 수 있다.iRNA 상의 의존관계를 분석할 수 있었다.수안보 등 지역에서 나타난다 이러한 이상대 주변에는 대개 온천이 발달되어 있었거나 새로 개발되어 있는 곳이다. 온천에 이용하고 있는 시추공의 자료는 배제하였으나 온천이응으로 직접적으로 영향을 받지 않은 시추공의 자료는 사용하였다 이러한 온천 주변 지역이라 하더라도 실제는 온천의 pumping 으로 인한 대류현상으로 주변 일대의 온도를 올려놓았기 때문에 비교적 높은 지열류량 값을 보인다. 한편 한반도 남동부 일대는 이번 추가된 자료에 의해 새로운 지열류량 분포 변화가 나타났다 강원 북부 오색온천지역 부근에서 높은 지열류량 분포를 보이며 또한 우리나라 대단층 중의 하나인 양산단층과 같은 방향으로 발달한 밀양단층, 모량단층, 동래단층 등 주변부로 NNE-SSW 방향의 지열류량 이상대가 발달한다. 이것으로 볼 때 지열류량은 지질구조와 무관하지 않음을 파악할 수 있다. 특히 이러한 단층대 주변은 지열수의 순환이 깊은 심도까지 가능하므로 이러한 대류현상으로 지표부근까지 높은 지온 전달이 되어 나타나는 것으로 판단된다.의 안정된 방사성표지효율을 보였다.
$^{99m}Tc$ -transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며,$^{67}Ga$ -citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로$^{99m}Tc$ -transierrin이 감염 병소의 영상진단에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.리를 정량화 하였다. 특히 선조체에서의 도파민 유리에 의한 수용체 결합능의 감소는 흡연에 의한 혈중 니코틴의 축적 농도와 양의 상관관계를 보였다(rho=0.9, p=0.04). 결론:$[^{11}C]raclopride$ PET을 이용하여 비흡연 정상인에서 흡연에 의한 도파민 유리를 영상화 및 정량화 하였고, 흡연에 의한 선조체내 도파민 유리는 흡연시 흡수된 -
그리드 환경에서 어플리케이션 컨텐츠는 특정한 문제 해결을 위한 실질적인 작업이며, 그리드 자원에 분산 배포 되고 서로 연관되어 실행되기 때문에 협업 환경을 구성하는 것은 매우 중요한 부분이다. 그리고 대부분의 협업은 워크플로우를 통하여 구체화 되고, 그리드 환경에서 협업 처리를 위한 미들웨어로는 Globus toolkit이 대표적이다. 하지만 이 미들웨어는 그리드 환경 구축을 위한 기본 서비스들만을 제공하고, 협업을 할 수 있는 워크풀로우 생성, 작업 스케줄링, 어플리케이션 컨텐츠 관리 같은 부분은 적용 되지 않는다. 또한 Globus Toolkit은 대형화된 그리드 커뮤니티 구성에는 적합하나, 소규모 PC 기반에는 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 PC 기반 그리드 환경에서 소규모 협업 처리에 효율적인 어플리케이션 서비스 시스템을 제안한다. 어플리케이션 컨텐츠 배포, PC기반으로 구성된 자원관리등의 역할을 통해 효율적인 협업 환경을 지원한다. 또한 워크풀로우는 어플리케이션 컨탠츠 연관관계 사전을 만들어 협업에 필요한 어플리케이션 컨탠츠간의 정보 및 연관 관계를 표현한다.
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유비쿼터스 환경에서 사용자는 언제 어디서나 원하는 서비스를 제공받을 수 있어야 한다. 이를 위해, 사용자는 데스크탑, 노트북, 그리고 PDA와 같은 다양한 디바이스들을 이용하여, 사용자가 원하는 서비스를 특정 상황의 제약 없이 끊임없이 제공받을 수 있는 기술이 필요하다. 우리는 유비쿼터스 환경의 사용자에게 끊임없는 서비스를 제공하기 위하여 재구성 시스템과 시나리오를 설계 및 구현하였다. 재구성 시스템은 상황에 맞는 서비스를 제공하기 위한 최적의 디바이스를 선택할 수 있다. 또한 실행중인 서비스를 새로 선택한 최적의 디바이스에서 실행하는 서비스의 이동이 가능하다. 본 논문의 시나리오에서는 음악 서비스를 실행 중인 디바이스로부터 사용자가 지속적인 서비스를 제공받지 못할 경우, 변화된 상황에 따른 최적의 디바이스로 이동하여 사용자에게 기존의 음악 서비스를 지속적으로 제공할 수 있음을 보여준다.
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CAN(Controller Area Network) 프로토콜은 데이터 링크 계층(Data Link Layer)에서 여러 가지 결함 허용(Faulttolerant) 메커니즘을 기본적으로 제공하기 때문에, 고신뢰성, 고안전성이 요구되는 임베디드 제어 시스템(예: 자동차, 산업제어 등)에서 많이 사용되고 있다. 하지만 제한된 네트워크 대역폭과 이에 따른 응답시간 지연이라는 문제점을 가지고 있으며, 이에 본 논문에서는 전송될 CAN 메시지의 길이를 감소시키기 위해 CAN 메시지의 Stuffing-bit를 최소화하는 메커니즘을 제안하였다. 실험을 통해, CAN 메시지 길이의 축소로 인해 CAN 버스의 부하(Load)를 덜게 되었으며, 네트워크 대역폭 이용률이 증가하는 것을 확인하였다.
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하드웨어 개발에 있어서 데이터의 신속한 처리와 공정의 저렴한 비용을 위해 많은 부분이 조합회로로 설계된다. 기능 검사는 하드웨어 개발에 있어서 설계의 기능을 분석하는 중요한 설계 흐름이다. 하지만 복잡한 기존의 기능 검사의 절차는 사용자의 요구에 의해 하드웨어 시스템이 복잡해지고 정보산업의 발전에 따라 개발 주기가 점점 빨라지는 시장의 특성으로 인해 설계자에게 많은 시간적 경제적인 부담감을 준다. 본 논문에서는 설계자에게 가중되는 부담을 극복하고 효율적인 조합회로의 기능 검사를 위한 정형적 방법을 제시하고자 한다.
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임베디드 시스템은 그 용도에 따라서 다양한 기능을 수행하도록 설계된 전용 컴퓨팅 시스템으로 최근 임베디드 시스템의 보급이 많아지고 다양화됨에 따라 응용 프로그램의 재사용성 향상을 위해 운영체계의 개발 시 표준 API를 사용하여 표준화를 해야 하는 필요성이 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 실시간 운영체계인 UbiFOS
$^{TM}$ 에 개방형 운영체제 인터페이스인 POSIX의 API를 적용시켜 설계 및 구현하였다. -
본 논문은 safety critical 실시간 반응형 시스템 하에서의 임베디드 소프트웨어 개발에 적합한 방법을 찾기 위해서 여러 가지 정형기법에 대해 논의하고 그 중 하나인 SCADE를 이용해 실제 임베디드 시스템을 직접 명세하고 검증한 후 구현한 내용을 서술한다. 본 논문에서는 data flow synchronous 언어인 Lustre를 소개하고, 소개된 언어가 실시간 반응형 시스템의 검증과 구현에 왜 적합한지를 논의하며, 하나의 시스템을 SCADE를 이용해서 명세하고 검증한 후 구현 한다. 수행된 실험을 통해서 data flow synchronous 언어는 실시간 반응형 시스템의 명세, 구현 그리고 검증에 적합한 언어라는 것을 언급하고, 이 언어의 사용이 복잡한 임베디드 시스템 개발에 효과적으로 사용될 수 있음을 제시한다.
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DRAM과 고밀도집적회로가 병합된 시스템에서는 메모리와 프로세서간에 넓은 대역폭을 갖을 수 있다. 이런 조건에서 넓은 대역폭을 효율적으로 이용할 수 있는 D-VLS(Dynamically Variable Line Size) 캐쉬가 제안되었다. D-VLS 캐쉬는 프로그램이 실행 되면서 그 프로그램의 특성을 추적하며 적절한 캐쉬 라인 사이즈를 선택함으로써 시스템 성능향상을 목표로 한다. 본 논문에서는 D-VLS 캐쉬에서 캐쉬 라인 사이즈를 결정하는 알고리즘을 개선하고자 한다. 개선된 알고리즘을 적용한 결과 기존의 D-VLS 캐쉬보다 평균 메모리 접근 시간이 3.73% 정도 향상되었다.
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응용프로그램은 특정 운영체제에 의존적으로 개발되기 때문에 다른 운영체제를 사용하는 시스템에 그대로 이식하는 것이 불가능하며, 운영체제가 변경될 경우 응용프로그램을 다시 개발하여야 하는 한계를 가지고 있다. 또한 응용프로그램의 시스템 종속성으로 인해 동일한 기능을 제공하는 응용프로그램을 중복 개발함으로써 개발 단계뿐 아니라 유지 및 관리에 많은 노력과 비용을 필요로 하게 된다. 응용프로그램의 운영체제에 대한 의존성을 줄이고 플랫폼이 변경되더라도 응용프로그램의 정상 동작을 지원하기 위해서는 미들웨어가 필요하다. 본 논문에서는 실시간 운영체제들의 대표적인 API 함수를 선택하여 기본 API 를 선정하고 대표적 실시간 운영체제인 QNX 위에서 POSIX 기반의 미들웨어를 설계 및 구현하였다.
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유비쿼터스 환경은 이질적인 디바이스와 서비스로 구성되어 있으며 많은 컴포넌트들이 각기 목적을 가지고 여러 네트워크에 산재되어있다. 이러한 디바이스들을 연결하고 서비스를 효율적으로 관리하기 위해 비슷한 목적을 가지는 컴포넌트들을 하나의 그룹으로 묶을 수 있다. 이러한 그룹의 멤버들은 서비스를 제공하기 위해 같은 그룹의 멤버들과 리소스를 공유하며 때로는 그룹의 모든 멤버들이 동시에 하나의 리소스를 사용하기도 한다. 서로 다른 그룹이 이러한 리소스를 공유하기도 한다. 따라서 그룹 간에 상호 배제 알고리즘이 필요하다. 이 논문에서는 쿼럼-기반 알고리즘(Quorum-based algorithm)을 응용하여 유비쿼터스 환경에서 그룹간의 상호 배제문제를 해결하는 알고리즘을 제안하고 이에 대한 성능측정 결과를 설명한다.
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본 논문에서는 모바일 장치 간 협업 환경에 의한 헬스케어 응용에 대해 기술한다. 헬스케어 응용은 병원의 간호사 기록업무를 줄이고, 쾌적한 병실을 위한 가전제어를 위한 응용이다. 이를 위해 모바일 협업 프레임워크에 대해 살펴보고, 이를 기반으로 모바일 협업 환경을 구성하는 센서, 디바이스, 서버간의 상호작용에 대해 기술하였다. 특히, 모바일 장치에 대해 고정형과 이동형 디바이스로 구분하고, 이들간의 상호작용을 위한 정보 교환 방법을 정의하였다. 이를 기반으로 병원의 병실에 대한 물리적인 환경을 기반으로 헬스케어 응용 시나리오를 작성하였다. 또한, 각 병실에 대한 환경 정보와 환자의 건강 정보 수집을 위한 센서 그리고 고정형 디바이스와 이동형 디바이스의 상호작용 그리고 홈 서버와 상호작용에 대한 헬스케어 응용을 구현하여 수행성을 각 GUI를 통해 검증하였다.
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전통적인 임베디드 시스템 개발은 하드웨어와 소프트웨어가 독립적으로 개발된다. 그러나 시스템 개발 후 오류 발생 시, 하드웨어와 소프트웨어 둘 중 어디에서 발생했는지 알아내기 어려웠다. 따라서 임베디드 시스템 개발을 위해 하드웨어/소프트웨어의 통합 설계 방법이 연구기관들에 의해 제시되어 왔다. 본 논문은 현실적으로 많이 사용되고 있는 일반 임베디드 시스템 개발 방법으로부터 접근하는 HW/SW 통합 개발 방법을 제안하였다. 즉, 이미 만들어진 하드웨어를 설계 단계로 끌어올려 정형 기법을 통해 하드웨어를 설계 및 정형 검증하여 견고한 하드웨어를 만들고, 이를 기반으로 소프트웨어를 정형 명세 및 검증하는 하드웨어/소프트웨어 통합 개발을 수행하였다. 따라서 개발 후 하드웨어 또는 소프트웨어에서 발생할 수 있는 오류를 최소화하고 오류가 발생하였다고 해도 개발 전에 설계상에서 오류를 수정할 수 있어 임베디드 시스템의 신뢰성을 보장하였다. 또한 설계 과정의 어떤 시점에서 개발 중인 가상의 하드웨어가 아닌 개발 완료된 하드웨어의 실제 코드를 테스트할 수 있으므로, 현실적인 임베디드 시스템 개발에 더 효과적인 하드웨어/소프트웨어 통합 개발 방법론을 제시하여 그 효율성을 높였다.
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실감형 게임은 사람의 신체 움직임 및 오감을 최대한 반영한 리얼리티를 추구하는 전문적인 게임이다. 현재 개발된 실감형 게임들은 비 장애우를 대상으로 만들어 졌기 때문에 많은 움직임을 필요로 한다. 하지만 신체적 불편함을 가진 장애우들은 이러한 게임들을 이용하는데 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 PC상에서 최소의 얼굴 움직임을 사용하여 수행할 수 있는 실감형 게임 시스템을 제안한다. 제안된 실감형 게임 시스템은 웹 카메라로부터 얻어진 영상에서 신경망 기반의 텍스쳐 분류기를 이용하여 눈 영역을 추출한다. 추출된 눈 영역은 Mean-shift 알고리즘을 이용하여 실시간으로 추적되어지고, 그 결과로 마우스의 움직임이 제어된다. 구현된 flash게임과 연동하여 게임을 눈의 움직임으로 제어 할 수 있다. 제안된 시스템의 효율성을 검증하기 위하여 장애우와 비 장애우로 분류하여 성능을 평가 하였다. 그 결과 제안된 시스템이 보다 편리하고 친숙하게 신체 장애우 에게 활용 될 수 있으며 복잡한 환경에서도 확실한 얼굴 추적을 통하여 실감형 게임 시스템을 실행 할 수 있음이 증명되었다.
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수퍼스칼라 프로세서 구조의 성능을 분석할 때, 실행 구동형 모의실험 및 트레이스 구동형 모의실험이 광범위하게 수행되고 있으나, 시간과 공간을 많이 차지하고 또한 성능에 대한 근본 원리를 규명하기 어려운 단점이 있다. 본 논문은 수퍼스칼라 프로세서의 성능에 대하여 통찰력을 갖고, 이것을 기반으로 수퍼스칼라 프로세서의 모델을 마련하기 위하여 수퍼스칼라 프로세서의 윈도우의 크기와 이슈폭에 대한 관계를 규명하였다. 이것을 위하여 SPEC 2000 정수형 벤치마크 프로그램을 입력으로 하는 트레이스 구동 모의 실험을 통하여 윈도우의 크기와 매 싸이클당 이슈되는 명령어의 개수에 대한 관계식을 도출하였으며, 그 정확도는 평균 9.5 %를 기록하였다.
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Private Matching은 각기 다른 두 참여자 (two-party)가 가진 데이터의 교집합 (intersection)을 구하는 문제이다. Private matching은 보험사기 방지시스템 (insurance fraud detection system), 의료정보 검색, 항공기 탐승 금지자 목록 (Do-not-fly list) 검색 등에 이용될 수 있으며 다자간의 계산 (multiparty computation)으로 확장하면 전자투표, 온라인 게임 등에도 이용될 수 있다. 2004년 Freedman 등은 이 문제를 확률적 (probabilistic)으로 해결하는 프로토콜 (protocol) [1]을 제안하고 악의적인 공격자 (malicious adversary) 모델과 다자간 계산으로 확장하였다. 이 논문에서는 기존의 프로토콜을 결정적 (deterministic) 방법으로 개선하여 Semi-Honest 모델에서 결과의 정확성을 보장하는 한편, 이를 악의적인 공격자 모델에 확장하여 신뢰도와 연산속도를 향상시키는 새로운 프로토콜을 제안한다.
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본 논문은 Linux Cluster의 MPICH에서 MPI_Allgather Algorithm의 성능을 개선하고 실험을 통해 최대 30%의 성능향상을 증명하였다. MPICH의 기존 버전이 메시지의 크기와 실행 프로세스 수에 따라 Recursive Doubling, Bruck Algorithm, Ring Algorithm을 차등 적용했던 것을, 앞의 Algorithm을 개선하여 Double Bruck Algorithm, Double Ring Algorithm을 제안, 구현하였다.
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Given a set S of n points in the plane, a minimum-dilation spanning tree of S is a tree with vertex set S of smallest possible dilation. We show that given a set S of n points and a dilation
$\delta$ > 1, it is NP-hard to determine whether a spanning tree of S with dilation at most$\delta$ exists. -
A Probabilistic Forecasting System on the Tendency of Variation of Korea Composite Stock Price Index본 논문에서 기술하는 연구는 한국종합주가지수(KOSPI)의 장기적 변동 경향에 대한 확률적 예측 시스템을 제안한다. 제안된 방법론은 이미 단백질 상호작용 예측 시스템과 스트레스 확률 예측 시스템 등에 적용되어 유효성이 입증된 방법으로, 이미 알려진 데이터를 바탕으로 다양한 요인들의 가능한 모든 조합에 대한 경우의 수를 고려한 학습 결과에 기반하여 새로이 주어진 대상의 요인들을 분석해서 학습시 사용된 특정 군(class)에 속할지의 여부를 확률적으로 나타내준다. 이 방법론을 구현하기 위해 실제 과거 주가지수 데이터를 수집하여 CI(Combination Interrelation)행렬을 구현하였으며, 현재 진행중인 검증작업에 대해서도 기술하였다.
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This paper presents an improved algorithm for constructing the city Voronoi diagram under the Euclidean metric given a transportation network consisting of roads having a constant number of speeds and orientations. The algorithm applies the continuous Dijkstra paradigm and its efficiency follows from new geometric insights that are first observed in this paper.
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집합이나 배열의 원소, 트리의 노드, 그래프의 정점과 간선 등과 같은 이산 객체는 일반적으로 주기억장치의 논리적 주소 값과 같은 정수로 표현되어 왔다. Succinct 표현은 이와 같은 n개의 이산 객체를 O(n) 비트에 표현하는 방법이다. 대부분의 succinct 표현은 rank와 select라는 함수를 기본적으로 사용하며, 다양한 연구들에 의해 현재 rank와 select 함수는 o(n)?? 비트만을 사용하여 ??O(1) 시간에 수행될 뿐만 아니라, 실제로도 실용적으로 구현되었다. 본 논문에서는
$n{\times}n$ 배열, 즉 2차원 비트 스트링에 대한 Rank 및 Select 함수를 새롭게 정의한다. 또한,$O(n^2log\;n)$ 비트를 사용하여 O(1) 시간에 Rank 질의를 수행하고 O(log n) 시간에 Select 질의를 수행하는 방법과, 보다 적은$O(n^2)$ 비트를 사용하면서 O(log n) 시간에 Rank 질의를 수행하고$O(log^2\;n)$ 시간에 Select 질의를 수행하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 정의하는 2차원 배열 상의 Rank와 Select 함수는 이미 개발된 2차원 상의 써픽스 트리 등을 기반으로 향후 개발될 2차원 상의 압축된 인덱스 자료구조나 이미지 프로세싱 등에 유용하게 사용된다. -
DNA칩의 성능은 칩을 구성하는 probe에 의해 결정된다. 좋은 probe는 homogeneity, sensitivity, specificity와 같은 속성을 갖추어야 한다. 이중 specificity는 probe의 특정 유전자에 대한 선별적 결합 능력을 나타내는 것으로 이를 계산하는데 가장 많은 시간이 요구된다. 본 논문은 유전자의 개별 후보 probe들에 대한 선정 작업을 실행하기 전에 q-gram을 이용하여 비교가 필요한 유전자들만을 전체 유전자의 길이가 n인 경우 O(1/
$4^an^2$ )의 시간에 선별하는 전처리 알고리즘을 제안한다. 그리고 제안한 알고리즘을 사용함으로써 기존 방법들보다 빠른 probe 선정이 가능함을 실제 데이터를 사용하여 보인다. -
그리드 기반 분산객체지향 가상환경 시스템인 DOVE-G는 많은 리소스를 요구로 하는 분산된 그리드 컴퓨팅 어플리케이션에서 효율적인 병렬프로그래밍 환경을 지원하는데 이에 웹서비스를 이용해 다양한 어플리케이션에서 고급 그리드 컴퓨팅 환경을 제공할 수 있다. 본 논문에서는 웹서비스를 이용해 DOVE-G의 implementation을 모르더라도 DOVE-G 서비스를 쉽게 이용할 수 있도록 해주는 Interface Object와 Agent Object 두 개의 DOVE-G Object를 이용한 통신기법을 제시한다.
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무선 인터넷 프록시 서버 클러스터는 성능 및 저장 공간의 확장성이 보장되어야 한다. 일반적으로 사용되는 RR 스케줄링의 경우 성능의 확장성은 보장되지만, 요청 URL 데이터의 중복 저장으로 인해 저장 공간의 확장성이 없는 단점을 가진다. 또한 저장 공간의 확장성을 위해 많이 사용되는 해싱 스케줄링의 경우, 요청 URL이 캐시 서버에 고정되어 있어 사용자의 요청 패턴 혹은 Hot-Spot 시에 성능의 확장성이 없는 단점을 가진다. 이에 본 논문에서는 성능 및 저장 공간의 확장성을 보장하는 새로운 동적 해싱 기법을 제안한다. 제안된 동적 해싱 기법은 캐시 서버의 부하 상태에 따라 요청 URL을 캐시 서버들 사이로 이동함으로써 사용자의 요청 패턴 혹은 Hot-Spot 시에 성능의 확장성을 보장한다. 제안된 방법은 16대의 컴퓨터를 사용하여 실험을 수행하였고, 실험 결과를 통해 제안된 방법이 기존 방법에 비해 성능 및 저장 공간의 확장성을 보장함을 확인하였다.
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분산공유형 건설연구인프라 구축사업(Korea Construction Engineering Development Collaboratory)은 국내에 분산되어 있는 건설기술연구 및 교육 인프라를 공유하기 위해 제안되었다. KOCED의 인터넷 기반 그리드 시스템과 어플리케이션을 이용함으로써 원격의 사용자는 여러 개의 분산된 시설을 이용하여 실험을 할 수 있고, 이를 각 분야의 전문가들과 공유함으로써 협력작업을 할 수 있다. 이러한 KOCED 그리드 인프라를 사용함으로써 소프트웨어 코드와 물리적 기기를 연동하여 실험하는 하이브리드 시뮬레이션이 가능하다. 본 논문에서는 KOCED 그리드 시스템에서 어떻게 mini-MOST 하이브리드 시뮬레이션이 구현되었는지 기술하고, 하이브리드 시뮬레이션의 실행 속도와 효율성을 개선시키기 위한 방법을 논하고자 한다.
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최근 특정 주제의 지적 구조를 파악하기 위한 저자 동시인용분석, 동시단어분석, 서지결합법 등 계량정보분석에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 국내의 경우 계량정보분석 기법을 활용한 정보 유통 프레임웍을 갖추고 있는 연구기관이나 대학이 아직 없는 실정이다. 그 이유는 특허나 과학문헌에 대한 인용정보를 보유한 곳이 없고, 거대 인용정보 행렬을 계산하기 위한 컴퓨팅 자원을 확보하지 못하고 있기 때문이다. 본 연구는 미국 특허 데이터베이스를 대상으로 인용 피인용 행렬을 생성한 후, 클러스터 컴퓨터를 사용하여 동시인용과 서지결합빈도를 계산하고 그 결과를 이용자에게 제공하는 정보 유통 서비스 모델을 제시하고자 한다.
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그리드[1, 2]는 많은 응용분야에서 보다 효율적인 실험을 위한 컴퓨팅 자원들을 제공한다. 응용연구자들은 지리적으로 분산되어 있는 각 자원들과 서비스를 사용하기에 앞서 사용자 인증과 자원의 사용권한에 대한 인증과정을 거쳐야 한다. 아이디와 패스워드를 사용한 전통적 인증방식은 데이터의 공유와 통합을 전제로 하는 그리드환경에 적용하기에는 평범한 보안수준을 제공한다. 따라서 그리드 환경에 적합한 보안 수준을 제공하는 인증방식이 필요하다 또한 기존의 아이디와 패스워드 인증방식에 익숙한 사용자들을 위해 편리한 인터페이스가 요구된다. 이러한 요구사항을 해결하기 위해 본 논문에서는 인증서를 활용한 그리드 포탈 기반의 인증시스템 모델을 제안하고자 한다.
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디렉터리와 파일의 계층적 구조를 가지는 계층적 파일 시스템은 오늘날 대부분의 범용 컴퓨터에서 흔히 사용되고 있다. 계층적 파일 시스템은 직관적이고, 체계적이며, 단순하다는 장점이 있으나 검색이 용이 하지 않으며, 메타데이터를 관리하기 어렵다는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 계층적 파일 시스템의 장점과 빠른 검색기능을 활용하여 메타데이터를 검색하고 관리할 수 있는 데이터베이스의 장점을 결합하여 계층적 파일 시스템에서 메타데이터를 관리할 수 있는 방법을 제안하였다. 데이터 그리드와 같이 분산된 데이터 저장 장치를 연동하여야 하는 경우에 원격지에 있는 파일 시스템의 파일들을 검색하는 일이 빈번히 수행되는데, 이 경우 본 연구에서 제안한 방법을 사용하면 효과적인 시스템을 기대할 수 있다.
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e-AIRS : An Integrated Aerospace Portal for Collaborative Experiments and Dynamic Parametric Studies항공우주의 연구를 위해 대용량의 컴퓨팅 자원 이용, 실험 결과의 상호 교류 및 분석, 온라인 상에서의 자동 실행 등의 서비스가 요구된다. 본 논문에서는 이미 개발된 e-AIRS[1],[2]의 활용을 극대화하고 병렬해석에 많이 사용되고 있는 동적 파라메터 실험 서비스를 구현하고자 한다. 동적 파라메터 실험 서비스는 복잡한 현상을 포함한 다양한 계산 수행을 지원하기위해, 동적으로 파라메터를 생성하고 효율적으로 동시에 작업들을 실행하는 서비스이다. 또한 GT4(Globus Toolkit 4)[3] WSRF를 기반으로 웹 서비스로 구현하여 서비스의 이용 및 접근을 용이하게 하고자 한다. 연구자간의 효과적인 정보 공유 및 협의 서비스를 제공함으로써 항공 우주 연구 개발에 있어 효율적인 환경을 지원함은 물론 연구자간 협력을 통한 신뢰성 있는 결과 값을 도출할 수 있도록 하고 있다.
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최근 기업환경에서는 분산되어 있는 정보를 통합하여 정보 공유의 필요성이 증가함에 따라 기존 레거시 시스템간의 협업을 하기 위한 상호 운용이 강조되고 있다. 독립적인 레거시 시스템의 상호 연결을 위해서는 플랫폼 이질성, 의미 이질성 등을 극복할 필요가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 ISO/IEC 11179에서 진행하고 있는 XMDR을 이용하여 미들웨어를 설계하였다. 설계한 미들웨어를 레거시 시스템에 적용하여 데이터 공유 및 통합의 일관성을 유지할 수 있게 되었다. 하지만 설계된 미들웨어는 각 노드의 자원 상황과 작업 상황에 대한 조정기능이 없기 때문에 정보 활용의 효율성을 보장할 수 없다. 따라서 레거시 시스템을 관리하고 조정하는 방안이 필요하다. 본 논문에서는 정보를 요청하는 요청 에이전트와 정보를 제공하는 정보 에이전트간의 정확한 정보 교환을 할 수 있도록 조정하고, 각 레거시 시스템의 정보 모니터링과 작업 분배 및 로컬 노드의 자원 관리를 담당하는 협력 에이전트를 설계함으로써 통합된 정보를 효율적으로 활용할 수 있도록 한다.
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현재 IT분야의 끊임없는 발전과 더불어 BT/NT 분야와의 협업이 활발히 진행되고 있는 가운데, 광학 이성질체에 대한 연구는 그 중요성이 점점 증가되고 있다. 광학 이성질체는 생체 내에서 작용할 경우 성질, 기능, 효과에서 정반대 결과를 일으키기에 제약 산업 등 응용분야에서는 사용을 위해 효과적으로 식별하여 분리할 필요성이 존재한다. 이런 실험은 단계가 복잡하고 결과를 분석하고 시각화하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 광학 이성질체의 분리연구를 위한 그리드 기반의 Chiral-MGrid 시스템을 제공한다. Chiral-MGrid 시스템은 분리연구 관련 실험을 그리드 기반에서 one set operation으로 수행할 수 있는 서비스를 제공한다.