성능감시기는 분산처리 환경에서 프로그램의 성능을 추적하고 평가하기 위해 필수적인 것이다. 성능감시기는 출력방법에 따라 오프라인과 온라인으로 나눌 수 있다. 오프라인성능감시기는 프로그램이 종료된 후에 그 성능을 분석하는 것이고, 온라인 성능감시기는 프로그램의 수행 중에 분석하는 것이다. 따라서 프로그램의 빠른 분석과 디버깅을 위해서는 온라인 기능이 필수적이다. JaNeC은 Java로 구현된 분산처리 환경으로 이를 위한 오프라인성능감시기가 포함되어 있다. 그러나 이 성능감시기로는 JaNeC에서 수행되는 프로그램을 효율적으로 분석할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 JaNeCe에서 수행되는 프로그램의 빠른 분석과 디버깅을 위해 온라인 성능감시기를 설계하고 구현하는 것에 대해서 설명한다. 이 온라인 성능감시기는 분석하고자 하는 프로그램에 영향을 최소화하도록 설계되었으며, 효율적인 프로그램 분석을 위해 다양한 형태의 그래픽 출력을 제공한다. 또한 프로그램이 종료된 이후에도 다시 분석할 수 있도록 하기 위해 오프라인 성능감시기와의 인터페이스도 제공한다.
본 논문은 한국형 에너지관리시스템 (K-EMS)의 발전계획 응용프로그램 기능중 하나인 예비력감시 응용프로그램 개발을 위한 예비력감시 알고리즘 개발에 관한 것이다. 예비력감시 응용프로그램은 EMS에서 실시간으로 수행되어 급전원에게 제어지역별, 발전소별, 발전기별로 현재 전력계통의 유효전력 예비력을 제시한다. 본 예비력감시 알고리즘은 국내 전력시장운영규칙의 예비력 항목으로 정의된 주파수조정 예비력, 운전상태 대기예비력, 정지상태 대기예비력, 대체예비력, 운영예비력을 계산한다. K-EMS에서는 경제급전 응용프로그램과 예비력감시 응용프로그램을 연계하여, 요구된 주파수 조정예비력 확보량을 만족하도록 경제급전에서 발전력을 조정한다. 국내 전국계통 실시간 데이터를 이용하여 K-EMS 실시간 예비력감시 알고리즘을 시험하였다.
병행 Java 프로그램의 경합은 프로그램의 비결정성을 초래하므로 반드시 탐지되어야 한다. 이러한 경합을 수행 중에 탐지하기 위해서는 스레드에 대한 수행양상과 모든 접근사건들을 감시할 수 있어야 한다. 기존의 경합탐지 기법들은 프로그램의 수행중에 기록된 파일들을 분석하거나 대상 프로그램을 수정하여 감시하므로 스레드나 모든 접근사건들에 대한 감시가 현실적으로 어렵다. 본 연구에서는 JDI(Java Debug Interface)를 이용하여 스레드에 대한 수행양상과 모든 접근사건을 감시하여 확장적 경합탐지를 할 수 있는 투명한 감시도구를 제안한다. 여기서 JDI는 JDPA(Java Platform Debugger Architecture)에서 제공하는 상위 레벨의 100% 순수 자바 인터페이스로써 자바프로그램의 수행중에 특정 정보를 제공할 수 있다. 그리고 제안된 도구의 투명성을 입증하기 위해서 벤치마크 프로그램으로 실험한 결과, 모든 스레드와 접근사건들을 프로그램 수정없이 감시할 수 있었고 프로그램의 감시시간이 20배 이상 증가되었다.
병행 Java 프로그램의 경합은 프로그램의 비결정성을 초래하므로 반드시 탐지되어야 한다. 이러한 경합을 수행 중에 탐지하기 위해서는 모든 접근사건들을 감시할 수 있어야 한다. 기존의 경합탐지 기법들은 대상 프로그램을 수정하여 감시하므로 모든 감시지점을 인식하는 것은 현실적으로 어렵다. 본 연구에서는 JDI (Java Debug Interface)를 이용하여 모든 접근사건을 감시하여 선택할 수 있는 투명한 감시도구를 제안한다. 그리고 벤치마크 프로그램을 이용한 실험결과를 분석하여 투명성을 보인다.
최근 네트워크를 이용한 분산환경에서의 작업이 늘고 있다. 이러한 네트워크 환경에서의 병렬프로그램은 그 수행 과정이 일반 순차 프로그램보다 복잡해서 프로그램 진행과정을 파악하기가 어렵다. 그래서 병렬프로그램을 쉽게 분석할 수 있도록 성능감시기에 대한 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 JaNeC 환경에서 동작하는 병렬프로그램의 진행과정을 이벤트가 발생하는 동안에 실시간으로 볼 수 있도록 온라인 성능감시기에 대해서 설명한다.
국내 가동중 원전은 발전소 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 목적으로 정비효과감시 프로그램(정비규정)을 개발하여 2009년부터 이행 중에 있다. 정비효과감시 프로그램은 발전소 전 계통을 기능단위로 분류한 후 관리대상 선정, 안전중요도 결정 및 성능기준 수립을 통해 발전설비의 정비효과를 감시하는 프로그램이며, NUMARC 93-01 방법론을 기반으로 발전소별 고유 설계특성을 반영하여 개발하고 있다. 최근 건설 중인 APR1400형 원전도 운영초기 단계부터 정비체계 정착을 목적으로 안전관련계통 정비효과감시 프로그램을 개발하였으며, 향후 초기 성능평가를 통해 프로그램의 적합성을 검증할 예정이다. 결과적으로 고유 설계특성을 반영하여 개발한 정비효과감시 프로그램의 이행을 통해 APR1400형 원전의 안전성 및 신뢰성이 향상될 것으로 기대된다.
유해화학물질 이송관로의 실시간 유지관리를 위하여 파손사전 예방감시를 위한 이중구조 파이프 제작, GIS관망 구축을 위한 측량 및 시공 속성정보 수집을 위한 스마트 폰 앱 프로그램 개발, 실시간 감시를 위한 서버프로그램 개발을 수행하였다. 또한, 파일럿규모의 야외시험시설을 구축하여 시스템 동작여부를 확인하였다. 파손 예방은 파이프에 부착된 센서 케이블을 통하여 감지하도록 하였고, 누수는 압력센서를 일정한 간격으로 설치하여 시험하였다. VRS 측량장비와 스마트폰을 연계할 수 있는 앱 프로그램으로 실시간 자료 수집을 수행할 수 있도록 하였고, 감시 서버프로그램을 통하여 실시간 감시 및 알람이 가능하도록 하였다.
항공기 추진시스템에 있어 내구성과 신뢰성을 향상하고 운용비용 절감을 위한 상태감시 및 진단 시스템의 개발 및 적용이 일반화되고 있다. 특히, 높은 고도에서 장시간 운용되는 추진시스템의 손상이나 성능저하에 대한 사전 대처를 위한 상태감시 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 LabVIEW를 이용하여 PT6A-67 터보프롭 엔진의 GUI기반 온라인 상태감시 프로그램을 제안하였다. 제안된 온라인 상태감시 프로그램은 기준엔진 성능시뮬레이션 프로그램과 온라인 통신을 통한 실제 엔진계측 데이터의 비교를 통한 추진시스템의 경향을 감시할 수 있는 상태감시 프로그램을 연구 및 개발하였다.
분산 감시 제어 시스템은 산업분야에서 중요한 부분이다. 그러나 일반적인 분산 감시 제어 시스템의 응용 소프트웨어간이나 감시 장비간의 또는 응용 소프트웨어와 감시 장비간의 통신이 필요하다. 이러한 문제점은 통신의 과부하로 이어질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고 대규모 분산 감시 제어 시스템에서 사용할 수 있는 개발 환경을 제안한다. 이 시스템은 분산 시스템에서 정보를 동기화 하여 분산 환경하의 모든 응용 소프트웨어나 감시 장비가 공유 할 수 있도록 하는 정보 동기화 기술로 이루어져 있다 이 기술은 공유메모리를 사용하여 프로그램 코드와 데이터 구조를 분리하여 데이터 구조 및 데이터 값을 공유할 수 있게 하는 SDSL(Shared Data Structure Library)기법을 사용한다. 그리고 적시성을 보장해 주는 미들웨어인 TMO(Time-triggered Message-triggered Object)를 이용하여 실시간 성을 보장해 주는 한편 통신을 가능하게 해줌으로써 분산 시스템에서도 적용할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 개발 환경은 데이터 구조를 동적으로 변화시켜주면서 대규모 분산 감시 제어 시스템에서 응용 프로그램을 보다 편하게 구현하고자 하는 산업 분야에 적용할 수 있다.
다중 스레드 기반 병렬 프로그램에서의 자료경합 탐지는 동시에 수행되는 스레드 간의 비결정적인 상호작용 때문에 탐지하기 어려운 것으로 잘 알려져 있다. 동적 분석기술을 사용하여 자료경합을 탐지할 경우 프로그램 수행의 감시와 충돌하는 모든 메모리 연산의 분석을 위해 추가적인 오버헤드가 발생한다는 단점이 있다. 이러한 동적 분석의 추가적인 오버헤드를 줄이는 방법으로 감시 필터링 기술이 소개되고 있으며, 본 논문에서는 동적 자료경합 탐지를 위한 감시 필터링 기술 중 OpenMP 디렉티브 병렬 프로그램에 적용 가능한 두 기술을 대상으로 실용성과 효율성을 실험적으로 비교한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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