• 제목/요약/키워드: 병렬탐색

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고속의 클러스터 추정을 위한 매니코어 프로세서의 디자인 공간 탐색 (Design Space Exploration of Many-Core Processor for High-Speed Cluster Estimation)

  • 서준상;김철홍;김종면
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.1-12
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    • 2014
  • 본 논문에서는 단일 명령어, 다중 데이터 처리 기반의 매니코어 프로세서를 이용하여 높은 계산량이 요구되는 차감 클러스터링 알고리즘을 병렬 구현하고 성능을 향상시킨다. 또한 차감 클러스터링 알고리즘을 위한 최적의 매니코어 프로서서 구조를 선택하기 위해 다섯 가지의 프로세싱 엘리먼트 (processing element, PE) 구조 (PEs=16, 64, 256, 1,024, 4,096)를 모델링하고, 각 PE구조에 대해 실행시간 및 에너지 효율을 측정한다. 두 가지 의료 영상 및 각 영상의 세 가지 해상도(($128{\times}128$, $256{\times}256$, $512{\times}512$)를 이용하여 모의 실험한 결과, 모든 경우에 대해 PEs=4,096구조에서 최고의 성능 및 에너지 효율을 보였다.

애너그램 문제 인지적 해결과정의 분자컴퓨팅 시뮬레이션 (Molecular Computing Simulation of Cognitive Anagram Solving)

  • 천효선;이지훈;류제환;백다솜;장병탁
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.700-705
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    • 2014
  • 애너그램은 주어진 문자들을 재배열하여 숨겨진 단어를 찾아내는 철자바꾸기 놀이로, 문제를 빨리 풀어내는 사람들은 제약 만족 네트워크의 병렬적 탐색에 의해 문제를 해결한다. 본 연구에서는 이러한 인지적 현상을 모델링한 분자 애너그램 풀이 알고리즘을 제시하였다. 문자를 DNA 서열로 인코딩하고, 문자 DNA 가닥을 연결하여 바이그램과 단어 서열을 만들었다. DNA 혼성화, 연결, 젤 전기영동, 추출 연산을 수행해 문자와 바이그램 집합으로부터 답을 찾는 데 필요한 바이그램을 추출한 후, 추출한 바이그램과 단어 집합으로부터 다시 네 가지 DNA 연산을 반복하여 답을 찾는다. 분자 실험 결과 분자 컴퓨터는 정답인 단어와 오답인 단어를 구분해낼 수 있었다. 이를 통해 인간의 병렬적 사고과정을 분자 컴퓨터로 모델링할 수 있는 가능성을 보였다.

고차 MIMO 시스템을 위한 저 복잡도 병렬 구형 검출 알고리즘 (A Parallel Sphere Decoder Algorithm for High-order MIMO System)

  • 구지훈;김재훈;김용석;김재석
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권5호
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    • pp.11-19
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    • 2014
  • 본 논문에서는 고차 MIMO 시스템을 위한 저 복잡도의 병렬 구형 검출 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘에서는 정적 가지치기와 가변 가능한 다수의 노드연산기에 의한 동적 가지치기 기법을 통해서 종래의 Fixed-complexity sphere decoder(FSD) 알고리즘 대비 더 낮은 복잡도를 갖게 되며, quasi-maximum likelihood 검출 성능을 보인다. 알고리즘과 함께 제안된 노드연산기 또한, 기존 구형검출기의 순차적 연산 구조를 갖는 노드 연산을 고정된 복잡도를 갖도록 제안하여 하드웨어 구현의 용이성을 제공한다. 16QAM 복조를 하는 고차 MIMO 무선통신의 몬테카를로 모의실험을 통해서, 종래의 저 복잡도를 갖는 FSD 알고리즘 대비, 제안된 알고리즘이 평균적으로 단 6.3%의 검출 시간이 증가되면서 평균 55% 탐색노드가 감소하여 연산 복잡도가 낮아지는 것을 보여주었다.

유전자 알고리즘을 이용한 닐센아치교의 최적설계기법 (Opitmal Design Technique of Nielsen Arch Bridges by Using Genetic Algorithm)

  • 이광수;정영수
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.361-373
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    • 2009
  • 유전자 알고리즘을 이용한 닐센아치교의 최적설계기법을 이 논문에서 제시하였다. 설계 매개변수로는 닐센아치교의 아치-라이즈비와 강중비에 대해서 최적화기법을 적용하여 각각의 거동을 분석하고, 적정성을 평가하여 최적의 매개변수 값을 결정하였다. 매개변수의 결정은 구조물의 안전성과 사용성 그리고 경제성에 중요한 설계인자로서 정형화가 요구된다. 이를 위해 최적화 기법으로 전역 최적해 탐색능력이 우수한 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 설계 목적함수로는 구조물의 총 중량을 사용하였고, 제약조건으로는 변위, 응력, 시공성 제약조건을 두었다. 구조해석은 미소변위이론에 의한 탄성해석을 수행하여 유전자 알고리즘과 조합하여 병렬연산으로 수행시간을 단축시켰다. 이 연구에서 개발된 최적설계기법을 사용하여 최적의 아치-라이즈비와 강중비, 최적설계영역을 제시 하였으며 실무에 적용할 수 있도록 하였다.

분산 공간 DBMS에서의 효율적인 공간 릴레이션 분할 기법을 이용한 병렬 공간 죠인 기법 (Parallel Spatial Join Method Using Efficient Spatial Relation Partition In Distributed Spatial Database Systems)

  • 고주일;이환재;배해영
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.39-46
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    • 2002
  • 분산 공간 데이터베이스 시스템들 사이에서 빈번히 수행되는 공간 죠인 질의는 공간 데이터의 대용량성과 그 복잡성으로 인하여 공간 연산 수행 시 서버에 CPU 및 디스크 I/O 상의 부하를 일으킨다. 본 논문은 이러한 분산 공간 데이터베이스 시스템에서 수행 비용이 많이 드는 원격 사이트간의 공간 죠인 질의를 병렬적으로 수행하는 기법을 제안한다. 본 기법은 죠인에 참여하는 릴레이션들 중 하나를 이등분하는 방법으로 공간 죠인 연산을 분리한 후, 질의 수행에 참여하는 두 서버에게 죠인 연산을 분배한다. 각 서버는 분할된 공간 죠인 연산을 동시에 연쇄적으로 처리하고 결과를 병합하여 최종 죠인 결과를 생성한다. 본 기법은 릴레이션을 효율적으로 분할하여 죠인을 수행함으로써 공간 연산에 참여하는 객체의 수를 절반으로 줄이며 R-Tree 등 공간 인덱스의 탐색 횟수와 그 범위를 감소시킨다. 또한 릴레이션을 영역단위로 분할하여 객체의 수를 줄이고 참여 객체를 군집화 시킴으로써 죠인 연산시에 디스크와 버퍼의 사용 효율을 높인다.

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분산 컴퓨팅 환경에서 효율적인 유사 조인 질의 처리를 위한 행렬 기반 필터링 및 부하 분산 알고리즘 (Matrix-based Filtering and Load-balancing Algorithm for Efficient Similarity Join Query Processing in Distributed Computing Environment)

  • 양현식;장미영;장재우
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.667-680
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    • 2016
  • 하둡 맵리듀스와 같은 분산 컴퓨팅 플랫폼이 개발됨에 따라, 기존 단일 컴퓨터 상에서 수행되는 질의 처리 기법을 분산 컴퓨팅 환경에서 효율적으로 수행하는 것이 필요하다. 특히, 주어진 두 데이터 집합에서 유사도가 높은 모든 데이터 쌍을 탐색하는 유사 조인 질의를 분산 컴퓨팅 환경에서 수행하려는 연구가 있어 왔다. 그러나 분산 병렬 환경에서의 기존 유사 조인 질의처리 기법은 데이터 전송 비용만을 고려하기 때문에 클러스터 간에 비균등 연산 부하 분산의 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 분산 컴퓨팅 환경에서 효율적인 유사 조인 처리를 위한 행렬 기반 부하 분산 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 클러스터의 균등 부하 분산을 위해 행렬을 이용하여 예상되는 연산 부하를 측정하고 이에 따라 파티션을 생성한다. 아울러, 클러스터에서 질의 처리에 사용되지 않는 데이터를 필터링함으로서 연산 부하를 감소시킨다. 마지막으로 성능 평가를 통해 제안하는 알고리즘이 기존 기법에 비해 질의 처리 성능 측면에서 우수함을 보인다.

실제 적용 타당성 탐색을 위한 고전적 상호배제 알고리즘 성능 평가 (A Performance Evaluation on Classic Mutual Exclusion Algorithms for Exploring Feasibility of Practical Application)

  • 이형봉;권기현
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제6권12호
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    • pp.469-478
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    • 2017
  • 상호배제는 원래 다중처리기 시스템을 지원하는 운영체제의 경쟁상황 예방 이론에서 출발하였으나, 최근에는 다중코어처리기의 일반화로 그 적용범위가 급격하게 병렬처리 어플리케이션 영역으로 이동되었다. POSIX 스레드, WIN32 스레드, Java 스레드 등이 대표적인 병렬 처리 어플리케이션 개발환경인데, 이들은 각자 고유한 상호배제 메커니즘을 제공하고 있다. 이들 환경에서 성능에 매우 민감한 어플리케이션들은 코딩의 불편함 등 약간의 희생을 감수하더라도 상호배제를 위한 부담 경감을 필요로 할 수 있다. 이 연구에서는 두 스레드 사이에서 Dekker와 Peterson 알고리즘을 플랫폼별로 바쁜 대기와 처리기 양보 형태로 구현하여 각각의 고유 상호배제 메커니즘들과의 성능을 비교하고, 그 알고리즘들의 유용성을 평가한다. 분석 결과 POSIX 및 WIN32 스레드 환경에서 처리기 양보 형 Dekker 알고리즘이 최소 2배에서 최대 70배까지 우수한 것으로 나타나 이 알고리즘의 실용성이 충분한 것으로 확인되었다.

바이오의약품 위탁생산 일정계획 수립을 위한 유전자 알고리즘 (A Genetic Algorithm for Production Scheduling of Biopharmaceutical Contract Manufacturing Products)

  • 김지훈;김정현;김재곤
    • 한국빅데이터학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.141-152
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    • 2024
  • 바이오의약품 위탁생산 사업(CMO)에서 다양한 고객의 주문에 대해 납기를 만족시키는 생산 일정계획을 수립하는 것은 사업이 경쟁력 측면에서 매우 중요하다. CMO 공정에서 각 주문은 다수의 배치로 구성되어 있으며 복수 개의 생산라인에 소량의 배치 단위로 할당되어 병렬 생산할 수 있다. 본 연구는 동종 병렬설비를 보유하고 있는 CMO 공정에서 주문의 총 납기 지연을 최소화하는 일정계획을 수립하기 위한 메타휴리스틱 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 생물학적 진화에서 영감을 받아 염색체와 같은 데이터 구조를 무작위로 생성하여 특정 문제를 해결하며, 교차 및 돌연변이와 같은 작업을 사용하여 다양한 솔루션을 효과적으로 탐색한다. 국내 CMO 기업체에서 제공한 현업 데이터를 기반으로 컴퓨터 실험을 진행하여 제안한 알고리즘이 기업체에서 사용하고 있는 전문가 알고리즘과 상용 최적화 패키지보다 우수한 일정계획을 적절한 계산시간 내에 도출하는 것을 확인하였다.

최소가공 과일의 갈변저해를 위한 저해제의 탐색

  • 박연주;최소영;김영언;문광덕
    • 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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    • 한국식품저장유통학회 2003년도 춘계총회 및 제22차 학술발표회
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    • pp.119.1-119
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    • 2003
  • 단체 급식의 증가와 더불어 편의식품을 선호하는 소비 경향에 맞추어 최소가공한 과일의 갈변저해를 위한 저해제를 탐색하였다. 실험에 사용한 과일은 배와 감으로 각각 박피하여 속심을 제거한 후 배는 8조각으로 절단하고 감은 1~2cm 두께로 slice 하였다. 저해제는 1% ascorbic acid, citric acid, NaCl, MgCl$_2$, CaCl$_2$, oxalic acid, EDTA, raffinose, salicylic acit, sporix를 사용하였다. 또한 열수 추출한 오약, 계피, 황기, 당기, 건칡, 진피, 천궁, 감초 등도 저해제로 사용하였다. 최소가공한 과일은 저해제에 3분간 침지한 후 물기를 제거하고 tray에 포장하여 실온에서 저장하면서 colorimeter를 이용하여 갈변도의 변화를 측정하였다. 갈변 정도를 나타내는 $\Delta$E 는 시간의 경과에 따라 점차 감소하는 경향을 보였으나 배의 경우 변화 정도가 크지 않았다. NaCl, MgCl$_2$, CaCl$_2$를 처리한 배의 갈변 정도가 가장 적었다. cysteine을 처리한 구에서는 황화합물 냄새가 났다. 또한 oxalic acid를 처리한 구에서는 연화가 빠르게 일어났으며 저장 시간이 경과함에 따라 수분이 용출되었다. 한약재는 자체 색으로 인해 배의 색변화를 증가시켰으며 이취가 발생했다. 또한 저장 시간이 경과함에 따라 건조가 빠르게 일어나 관능적으로도 좋지 않은 결과를 나타냈다. 감에서는 CaCl$_2$, MgCl$_2$를 처리한 구에서 색의 변화가 가장 적었으며 cysteine은 색변화는 적었으나 배의 경우과 같이 이취가 발생하였다. 한약제는 계피와 진피를 처리한 감에서 색의 변화를 저해하는 효과를 보였다.를 처리하였을 경우 당귀, 천문동을 처리한 구에서 효과를 보였다. oxalic acid는 갈변저해에는 효과적이었으나 시간이 경과함에 따라 수분의 용출이 증가하였으며 물성의 변화도 컸다. 또한 ZnCl$_2$를 처리한 구에서는 이취 발생과 수분 용출이 컸으며 색의 변화도 컸다.내었다. 고온 단시간 처리구의 경우 저온 장시간 처리구와는 달리 저장 1일 후부터 그 농도가 다소 상승되었다가 다시 감소는 경향을 보였다. 한편 열처리하여 냉각시킨 직후 및 저장1주 후 사과의 pH, 산도, 당도, 경도, 과육의 갈변도 등을 조사하였던 바 대조구 및 처리구간에 일부 항목에 있어서는 약간의 차이를 나타내었다. 대치할 수 있을 것이라고 사료된다. 수분함량은 기계적 검사보다 관능검사와 더욱 높은 상관관계를 나타냈다.내었다. 항균활성이 우수한 생약재를 농도별로 활성을 조사한 결과, 물 추출물과 10% Ethanol 추출물 모두 낮은 농도에서도 우수한 항균활성을 나타내었다.취와 함께 점질성 갈변물질이 생성되었다. 이와 같은 결과로 볼 때, BAAG의 처리는 BAAC의 경우보다 가격은 저렴하면서도 항균력은 우수한 천연 항균복합제재로써 농산물 식품원료에 적용하여 선도유지 기간을 연장할 수 있는 효과를 기대할 수 있었다. 과일 등의 포장제로서 이용할 가능성을 확인하였다.로 [-wh] 겹의문사는 복수 의미를 지닐 수 없 다. 그러면 단수 의미는 어떻게 생성되는가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minimal $X^{0}$ elements)로 가정한다. 즉, [+wh] 의미의 겹의문사는 동일한 구성요 소를 지닌 병렬적 합성어([$[W1]_{XO-}$ $[W1]_{XO}$ ]

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휴대용 초음파 영상처리를 위한 멀티미디어 확장 명령어 및 최적의 매니코어 프로세서 구조 탐색 (Multimedia Extension Instructions and Optimal Many-core Processor Architecture Exploration for Portable Ultrasonic Image Processing)

  • 강성모;김종면
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.1-10
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    • 2012
  • 본 논문에서는 휴대용 초음파 영상의 고성능 및 저전력 처리를 위해 멀티미디어 전용 명령어를 내장한 매니코어의 디자인 공간 탐색 방법론을 제안한다. 이를 위해서 멀티미디어 확장 명령어로 인한 서브워드 병렬처리 방식을 적용한 프로그램과 적용하지 않은 프로그램의 성능을 비교하여 에너지 효율 및 면적효율을 측정하였다. 모의실험 결과, MMX 형태 명령어를 사용한 프로그램은 베이스라인 프로그램 보다 $256{\times}256$ 해상도에서 실행시간은 평균 3.16배, 에너지 효율은 평균 8.13배, 면적 효율은 평균 3.16배의 향상을 보였다. $240{\times}320$ 해상도와 $240{\times}400$ 해상도에서는 각각 실행시간 평균 2.16배, 2.25배, 에너지 효율은 4.04배 4.34배, 면적 효율은 2.16배, 2.25배 향상되었다. 더불어 이러한 MMX 형태 명령어를 포함한 매니코어의 프로세싱 엘리먼트 (Processing Element: PE) 개수 및 메모리 사이즈를 변화시키면서 각 초음파 영상의 해상도별로 최적의 시스템 면적 및 에너지 효율을 보이는 PE 구조를 탐색하였다.