• 제목/요약/키워드: 병렬시스템

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부분 압축 명령어를 위한 캐쉬 구조의 설계 및 평가 (Design and Evaluation of Cache Structure for Semi-packed Instruction)

  • 홍원기;이승엽;김신덕
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제28권5호
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    • pp.245-258
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    • 2001
  • VLIW에서는 프로그램 코드를 병렬화 하는 작업이 모두 컴파일러에 의해서만 이루어진다. 따라서 병렬로 수행될 연산어들을 명시적으로 나타내 주어야 하며, 이를 위한 명령어 인코딩 방식으로 전개 인코딩 방식과 압축 인코딩 방식이 사용되어 왔다. 각 인코딩 방식들은 명령어의 적재 및 검색을 위해 서로 다른 캐쉬 구조를 필요로 하는데, 전개 인코딩 방식으로 비압축 캐쉬를 압축 인코딩 방식으로 압축 캐쉬를 사용하고 있다. 그러나 이들은 각각 무효 연산어로 인한 메모리 활용 효율 저하와 복원 과정으로 인한 명령어 인출 오버헤드의 증가라는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 부분적으로 명령어 길이를 일정하게 유지하는 부분 압축 인코딩을 사용해 메모리 활용 효율을 높이는 동시에 명령어 인출 오버헤드를 줄일 수 있는 분할 캐쉬 구조를 제안한다. 각 캐쉬 구조를 구현하는데 필요한 칩 영역을 계산하여, 분할 캐쉬가 비교적 비용 효율적인 캐쉬 구조임을 확인하였다. 모의 실험을 통한 메모리 활용 효율 측정 결과 하드웨어 비용의 증가를 고려하더라도 분할 캐쉬는 비압축 캐쉬에 비해 최고 약 3배의 메모리 활용 효율을 얻을 수 있었다. 각 캐쉬 구조를 일차 캐쉬로 하는 VLIW 시스템들의 성능 측정 결과는 TCSC(블록 집중형 분할 캐쉬)를 사용한 시스템이 비용 대비 성능 면에서 가장 우수한 것으로 나타났다.

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OpenMP를 이용한 CALPUFF 모듈 가속화 (CALPUFF Module Acceleration with OpenMP)

  • 유숙현;양진욱;김경호;윤희영;구윤서;권희용
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(C)
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    • pp.1-4
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    • 2011
  • 악취 유발 사업장 및 지자체에서 사용하고 있는 악취 관리 모델링 시스템의 핵심 모듈을 최근 Intel에서 발표한 멀티코어(multi-core) 기술과 OpenMP 기술을 이용하여 고성능 병렬처리에 의한 실시간 시스템으로 개선하였다. 기존의 기상 모델인 CALMET 모델과 대기질 모델인 CALPUFF 모델은 배출원 갯수와 모델링 영역의 격자 갯수 증가에 따라 모델링 수행 시간이 기하급수적으로 증가한다. 악취는 그 특성상 모델링 수행시간을 짧게 할수록 악취모델링 결과를 효과적으로 사용할 수 있다. 따라서 모델링 수행시간을 단축하기 위해 여러 개의 CPU Core를 동시에 사용하여 병렬로 작업을 처리하는 멀티코어 기술을 접목하여, 기존의 CALPUFF를 실시간 모델링이 가능한 고성능 모델링 시스템으로 개발하였다. 실험 결과 Core의 수가 증가하면 Amdahl의 법칙에 준하여 가속화되었다.

PC기반 병렬 분산제어방식을 이용한 곡면유리 자동성형기 개발 (Development of Bent Glass Automatic Shaping System using PC-based Parallel Distributed Control Scheme)

  • 양근호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.40-45
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    • 2004
  • 본 논문에서는 병렬 분산제어 방식을 이용한 곡면유리 자동성형 시스템을 개발한다. 설계된 시스템은 PC, 하나의 주제어기, 그리고 11개의 서보제어기로 구성된다. 각 요소들은 RS-232C와 8비트 데이터 버스로 연결된다. 안정성과 제어성능을 고려하여 정밀 PID 모션제어기 프로세서와 DC모터 제어에 사용되는 H-브리지를 사용한다. 설계된 시스템에서, PC는 주어진 곡률반경에 대한 각 구조물의 위치 값을 계산하고 이 값에 대응하는 모터 회전 데이터를 계산하며 작업자의 조작 입력을 위한 사용자 인터페이스를 제공한다. 주제어기는 PC로부터 동작 명령과 제어 파라미터를 받아 버스 통신방식을 이용하여 이를 각 서보제어기로 전달하며 서보제어기는 주제어기로부터 넘겨받은 동작명령과 제어 파라미터를 이용하여 각 모터에 대하여 PID제어를 수행한다.

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분산 공간 데이터베이스 시스템에서의 효율적인 질의 처리를 위한 병렬 연쇄 공간 죠인 기법 (Parallel Pipelined Spatial Join Method for Efficient Query Processing In Distributed Spatial Database Systems)

  • 고주일;이환재;김명근;이순조;배해영
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2002년도 춘계학술발표논문집 (상)
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    • pp.11-14
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    • 2002
  • 분산 공간 데이터베이스 시스템에서 자주 수행되는 공간 죠인 질의는 공간 데이터의 특징인 대용량성과 복잡성으로 인하여 공간 연산 수행시 연간을 수행하는 서버의 CPU 및 디스크 I/O상의 과부하를 일으킨다. 본 논문은 이러한 분산 광간 데이터베이스 시스템에서 수행 비용이 많이 드는 원격 사이트간의 공간 죠인 질의를 병렬적이며 연쇄적으로 수행하는 기법을 제안한다. 본 기법은 공간 죠인 연산의 대상이 되는 릴레이션들을 공간 연산의 특성에 따라 순서화하고, 그 중 최하위의 죠인에 참여하는 릴레이션들 중 하나를 이등분 하는 방법으로 공간 죠인 연산을 분리한 추, 질의 수행에 참여하는 두 서버에게 죠인 연산을 분배한다. 각 서버는 분할된 공간 죠인 연산을 동시에 연쇄적으로 저리하고 결과를 병합하여 최종 죠인 결과를 생성한다. 본 기법은 릴레이션을 분할하여 죠인을 수행함으로써 공간 연산에 참여하는 객체의 수를 절반으로 줄이며 R-Tree 등의 공간 인덱스 탐색 횟수와 그 범위를 감소시킨다. 또한 연쇄적인 질의 처리로 죠인의 결과인 임시 릴레이션을 생성하지 않으므로 대용량의 데이터에 대한 복잡한 질의에 대해서도 제한 없이 수행한다.

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자바를 기반으로 한 글로벌 인터넷 컴퓨팅 환경 (Global Internet Computing Environment based on Java)

  • 김희철;신필섭;박영진;이용두
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제6권9호
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    • pp.2320-2331
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    • 1999
  • 본 연구에서는 한정된 자원만을 사용하는 기존의 워크스테이션 클러스터링 환경의 제한성을 극복하기 위하여 인터넷에 연결된 혼합 이기종 컴퓨터들을 병렬 컴퓨팅 플랫폼으로 활용하고자 하는 인터넷 컴퓨팅 환경의 구축 기법을 제안한다. 제안하는 글로벌 인터넷 컴퓨팅 환경(Global Internet Computing Environment)은 프로그램의 용이성, 이기종 지원의 효율성, 시스템의 확장성, 그리고 시스템 성능에 초점을 두고 자바를 프로그래밍 및 수행 환경으로 채택하여 인터넷 컴퓨팅 구축에 있어 필수적인 동적 자원 중계 및 관리, 효율적인 병렬 테스크 수행 기법을 제시한다. 본 논문에서는 제안하는 글로벌 인터넷 컴퓨팅 환경의 구성모델 및 동작모델 그리고 시험시스템 구축 내용 및 벤치마킹을 통한 성능 평가 결과를 제시하며 이를 바탕으로 인터넷 컴퓨팅 환경의 구축 개념, 복잡성, 성능의 문제에 대한 분석결과를 기술한다.

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Fast Ethernet 환경에서 병렬 멀티미디어 파일 시스템의 설계와 구현 (Design and Implementation of the Parallel Multimedia File System on Fast Ethernet)

  • 박성호;김광문;정기동
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제8B권1호
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    • pp.89-97
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    • 2001
  • 대용량 멀티미디어 미디어 서버를 구성함에 있어 I/O 병목현상을 극복하기 위하여 저장 서버들과 제어 서버로 구성되어진 2계층 분산 클러스터 서버구조가 많이 사용된다. 2 계층 분산 클러스터 서버는 부하 균등, 대역폭 관리 및 저장 서버의 관리 측면에서 유리한 반면, 저장 서버와 제어 서버간의 통신 오버헤드를 발생시킨다. 이러한 오버헤드를 줄이기 위해서는 저장 서버에서 읽은 미디어 데이터를 제어 서버를 거치지 않고 직접 클라이언트에 전송할 수 있어야 한다. 그리고, 저장 용량을 확장하거나 손상된 디스크를 교체하는 경우를 대비하여 분산 클러스터 서버는 다양한 성능의 이기종 디스크를 지원하여야 한다. 또한, I/O 장치와 운영체제가 빠르게 발전됨에 따라 미디어 서버는 새로운 I/O 장치 및 운영체제 등에 쉽게 이식될 수 있어야 하고, 응용 소프트웨어 개발자가 시스템의 환경에 따라 블록크기, 데이터 배치정책, 사본 정책 등을 유연하게 조절할 수 있어야 한다. 본 논문에서 위에서 언급한 멀티미디어 서버의 요구를 고려하여 Fast Ethernet 환경에서 병렬 멀티미디어 파일 시스템(PMFS : Parallel Multimedia File System)을 설계 및 구현하고 실험을 통해 PVFS(Parallel Virtual File System)와 성능을 비교 분석하였다. 이 실험의 결과에 따르면 PMFS는 멀티미디어 데이터에 대하여 PVFS보다 3%∼15%의 향상된 성능을 보였다.

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버스 기반의 대칭형 다중프로세서 시스템을 위한 태스크 스케줄링 기법 (A Task Scheduling Scheme for Bus-Based Symmetric Multiprocessor Systems)

  • 강오한;김시관
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제9A권4호
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    • pp.511-518
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    • 2002
  • 대칭형 다중프로세서(SMP : Symmetric Multiprocessors) 시스템은 고성능의 병렬 연산을 위한 중요하고 효과적인 기반환경을 제공하고 있다. SMP에서 병렬 태스크와 통신을 위한 스케줄링 기법의 선택은 시스템의 성능에 큰 영향을 미치므로 효과적으로 스케줄링 기법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 버스 기반의 SMP를 위한 태스크 중복을 기반으로 하는 스케줄링 기법을 소개한다. 제안한 스케줄링 기법은 잠재하는 통신 충돌을 방지하기 위하여 네트워크 통신 자원을 사전에 할당한다. 제안한 스케줄링 기법의 성능을 비교하기 위하여 프로세서 수와 통신비용의 변화에 대한 스케줄링 길이를 시뮬레이션을 통하여 조사하였다.

디지털 병렬 통신을 이용한 부하분담 알고리즘 (Load-Sharing Algorithm using Digital Parallel Communication)

  • 박성미;김춘성;이상혁;이상훈;박성준;이배호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.50-57
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    • 2011
  • 본 논문에서는 마이컴(ATmega-2560) 기반의 디지털 통신 방식을 이용한 새로운 부하분담(Load-sharing) 알고리즘(Algorithm)을 제안한다. 기존의 아날로그 방식과 달리 고속 통신과 디지털 제어를 수행하고 실시간 제어를 위한 시분할 토큰버스 방식을 적용함으로서 효율적인 부하분담 및 리던던시(Redundancy)를 구현하였다. 또한 자동 ID 설정 알고리즘을 적용함으로서 시스템 비용을 낮추었으며, 제어기의 전압 및 전류 적분값을 공유하는 새로운 알고리즘으로 시스템의 속응성을 향상시켰다. 제작된 병렬 시스템은 각 모듈마다 독립된 제어기가 구성되어 있으며, 마스터(Master) 모듈의 지령치에 따라 슬레이브(Slave) 모듈이 부하분담을 수행한다. 본 논문에서는 PSIM을 통한 시뮬레이션과 시작품 제작을 통해 제안된 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

직렬/병렬 하천수위를 이용한 하류 홍수위 예경보기법 (Downstream Flood Stage Forecasting and Warning using Serial-Parallel River Stage)

  • 추연문;권기대;지홍기
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.301-304
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    • 2012
  • 홍수예경보는 강우로 인하여 발생되는 홍수의 규모와 시간을 가능한 한 정확하고 빨리 예측하여 홍수에 대비할 수 있도록 유관기관 및 지역주민에게 사전에 홍수에 관한 정보 즉 예측되는 수위와 시간을 제공함으로써 홍수로부터의 피해를 최소화하는 것이다. 이와 같은 목적을 성공적으로 완수하기 위해서는 홍수시 급변하는 하천유량에 영향을 미치는 모든 수문학적 기상학적 자료를 신속 정확하게 수집할 수 있는 관측 시스템의 구축 뿐 아니라 이들 수집된 자료를 이용하여 실시간 홍수추적을 할 수 있는 효율적인 유출량 계산모형이 조화를 이룰 때 가능하다. 이에 본 연구에서는 중 소하천에서 홍수예경보를 위한 지능형 U-River 시스템의 실시간 모니터링 기술을 조사하고 하천수위를 이용한 예측시스템에 대해 연구하였다. 기존의 홍수예경보의 문제점을 해결하기 위해 간단한 입력자료만으로 홍수예측이 가능한 인공지능 기반의 신경망 모형을 이용 하였으며, 예측 모형의 효율성과 적용성을 높이기 위해 유사한 수문 사상을 가지는 상 하류간 입력 자료를 동시에 사용하였다. 또한 하천수위를 이용한 모델의 수행은 각 지점별 훈련성과를 토대로 최적의 은닉층 노드수를 선발하여 실시간 수위예측에 활용하였으며 수치적 기준을 적용하여 실측 수위와 모형에 의해 예측된 수위를 이용하여 평가하였다.

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병렬 미디어 스트리밍 서버 시스템에서의 mOBCP 오버레이 멀티캐스트 기법 적용 방안 (mOBCP Overlay Multicast Mechanism based on PMSS(Parallel Media Streaming Server) System)

  • 양현종;이형옥;남지승
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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    • pp.1144-1147
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    • 2009
  • 멀티미디어의 방송 서비스 제공하기 위해서 IP 멀티캐스트의 대안으로써 현재의 인터넷 환경에서도 동시 접속자 수의 제한과 자원 낭비 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 다양한 오버레이 멀티캐스트 기법이 제시되고 있다. 본 논문에서는 멀티미디어의 방송 서비스 제공을 위한 병렬 미디어 스트리밍 서버(PMSS : Parallel Media Streaming Server)시스템에 대해 알아보고 오버레이 멀티캐스트 트리 구성 방안으로 분산형 Tree-First 기반의 Spanning tree 구조의 하나인 TBCP기법에 대해 설명하고, TBCP기법의 한계점을 극복하기 위한 오버레이 멀티캐스트 기반의 알고리즘 적용한 효율적이고 향상된 성능을 제공하는 miniOverlay Broadcasting Control Protocol (mOBCP)에 대해 알아본다. 또 제안한 mOBCP 멀티캐스트 기법을 기반으로 PMSS를 이용하여 오버레이 방송 서비스를 제공하는 방안에 제시한다. 성능 비교는 Single 서버와 PMSS로 멀티미디어 방송 서비스를 제공했을 때의 지연시간(Latency)를 비교해 보고 mOBCP기법과 TBCP기법을 PMSS 시스템에서 적용하여 사용자 요구량에 따른 서비스 받는대 걸리는 지연시간을 비교함으로써 제안된 기법의 효율성을 보여주고 있다.