• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2003년도 춘계학술발표논문집 (상)
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• pp.435-438
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• 2003

RAID 시스템에서 비 휘발성 쓰기 캐시를 이용한 디스크 제어기는 시스템 성능 향상의 중요한 요소 중 하나이다. 2 단계 캐시는 l 단계 캐시에 비해 우수한 성능을 보이고 시간적, 공간적 지역성에도 효율적이며 호스트 측에 비 휘발성 기억소자로 구성된 L1 캐시를 두어 디스크 캐시의 신뢰도를 높일 수 있다. 호스트에서 읽기/쓰기 적중된 데이터가 LI 캐시에서 수행되는 동안 12캐시에서는 디스크로 destage하는 동작을 비동기적으로 병렬 처리하고 데이터와 패리티를 함께 캐시에 적재하여 RAID 5 의 "소규모 쓰기 문제"를 완화시키고자 한다. 제안된 캐시 시스템은 2 단계로 구성되어 대용량 디스크 캐시에서 디스크 입출력 시간을 향상시키고 효율적으로 일관성을 유지할 수 있는 디스크 제어기 상에 위치하는 RAID 5 디스크 캐시 모델을 제시하여 수행속도를 개선시키고자 한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1997년도 춘계 학술대회 발표집
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• pp.75-80
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• 1997

본 연구에서는 대용량의 데이터를 고속으로 입출력할 수 있는 데이터 저장 시스템 이 가져야할 요구사항을 분석하고, 그것을 만족하는 시스템을 설계하였다. 본 논문에서는 우선 고속 대용량, 랜덤 억세스의 조건을 만족시키기 위해 여러 대의 하드 디스크를 병렬로 연결하여 입력되는 데이터들을 나누어 저장하도록 하였다. 그러나 하드 디스크의 성능은 디 스크 아암의 탐색동작에 의해 크게 영향을 받으므로 실시간 요구 조건을 만족시키기 위해선 단순히 디스크의 수를 늘이는 것 외에 디스크 아암의 탐색 동작을 효율적으로 제어할 수 있 는 방법이 필요하다. 그래서 본 논문에서 설계된 시스템에서는 시스템을 MCU(Master Control Unit), DDU(Data Distribution Unit), SCU(Slave Control Unit), DSU(Data Storage Unit)의 4부분으로 나누고, 각 디스크의 디스크 아암 탐색 동작을 독립된 SCU에서 제어하 도록 하였다. 설계된 내용이 주어진 요구사항들을 만족하는 것을 확인하기 위해, 본 논문에 서는 이산사건 시스템을 기술하는 수학적인 언어인 DEVS 형식론을 이용하여 제안된 시스 템을 기술하고 시뮬레이션하였다. 그리고 시뮬레이션되는 과정에서 생산되는 사건들의 궤적 을 분석하였다. 분석결과 제안된 시스템은 앞에서 제시한 여러 요구사항들을 잘 수용함을 보았다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.617-630
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• 1996

본 연구에서는 소규모 서버로 사용될 수 있는 Workstation Cluster환경에서 전통 적인 디스크들을 디스크 배열 처럼 사용할 수 잇는 병행 화일시스템(S-CFS)을 설계 하고 구현하였다. S-CFS는 범용의 UNIX 운영체제를 기반으로 구현되어서 융통성과 이식 성이 높으며 별도의 입출력 노드가 불필요하므로 시스템 자원을 효율적으로 사용한다. 성능 분석 결과에 위하며, 소규모 서버에서 디스크의 수가 충분 할 경우, 트랜잭션 처리 에서 병행 화일시스템의 성능은 CPU 계산 능력에 의하여제한받는 것으로 나타났으며 대용량 데이타 입출력에서는 성능이 버퍼 간의 데이타 복사시간에 의하여 제한받는 것으로 나다.Workstation Cluster 에서 구현된 병행 화일시스템은 8개의 디스크에서 트랜잭션 처리의 경우에는초당 388 트랜잭션의 처리율을 보였으며, 대용량 데이타의 경우에는 15.8 MBytes/sec 의 대역표을 보였다. 그리고 사용자가 병행 화일시스템의 병렬성을 제어할 수 있도록 설계함으로써 고속 입출력을 요구하는 사용자의 처리율을 높일 수 있도록 하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제11권11호
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• pp.421-427
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• 2013

마이크로커널 기반의 기능성 서버인 디스크 캐쉬 관리자(DCM)은 공유 디스크의 입출력 성능을 향상하는 목적으로 설계 및 구현되었다. DCM은 Misix3 마이크로커널의 멀티 쓰레드 모드로 동작하는 시스템 엑터간의 포트를 통하여 다른 서버들과 메시지 교환으로 정합한다. 본 논문에서 제안된 DCM은 병렬 입출력이 가능하도록 공유 디스크를 논리적으로 Seven 디스크와 Sodd 디스크로 나누어 사용한다. 본 논문에서 제안하는 DCM은 특정 디스크의 사용 빈도에 따라 캐쉬 사이즈를 증감함으로써 이용율이 높은 디스크의 캐시 사이즈 확대하여 캐시 적중률을 높여주므로서 효과적인 성능을 향상할 수 있게 한다. 경험적 결과를 통해서, 본 논문에서 제안한 DCM은 높은 이용율을 갖는 공유 디스크에서 아주 효과적임을 보였다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권6호
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• pp.9-19
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• 1998

병렬 처리 시스템을 이용한 대용량 온라인 트랜잭션 처리(OLTP: on line transaction processing)와 같이 고 성능, 고 신뢰성을 요구하는 응용 환경에서 RAID 는 입출력 시스템에 필수적으로 요구되는 병렬 디스크 입출력 기술이다. 본 논문은 대용량 OLTP를 주 응용 분야로 설계된 주전산기 IV에 장착될 RAID 시스템인 HIPSS의 구조 및 구현 내용에 대하여 다루고 있다. HIPSS는 고 성능, 고 신뢰성, 외부 인터페이스의 표준화 및 모듈화, 편리한 시스템 관리 등을 설계 목표로 구현된 범용 RAID 시스템으로서, 10개의 독립적인 입출력 채널, 대용량의 데이터 캐쉬, 패리티 연산 하드웨어를 제공하여 시스템 성능 향상을 도모한다. 외부 정합 하드웨어를 쉽게 교체할 수 있게 설계하여 호스트 정합의 재구성이 용이하며, 또한 전원, 제어기의 이중화, 디스크 hot swapping 등의 기능을 제공하여 시스템의 신뢰성을 향상시킨다. HIPSS는 현재 구현이 완료되어 PC와 주전산기 IV를 이용한 기능 시험을 성공적으로 수행하였으며, 성능 개선 요소를 찾기 위한 시험을 수행 중에 있다. 본 논문에서는 HIPSS 시스템의 구조에 대한 자세한 설명과 구현 결과를 중심으로 기술한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (A)
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• pp.79-81
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• 2003

스트라이핑(striping) 기법은 여러 개의 디스크에 데이터를 병렬적으로 분산하여 저장함으로써 데이터 접근 속도를 높이기 위하여 제안되었다. 그러나 서로 다른 데이터를 요청하는 다수의 사용자 요구 환경에서 스트라이핑 기법은 seektime과 rotational latency의 증가로 인해. 오히려 I/O 성능이 저하될 수 있다. 본 논문에서는 서로 다른 데이터 요구율을 갖는 다중 데이터베이스 액세스 환경에서 스트라이핑 폭(width)에 의한 입출력 성능을 분석하고, 사용자 요구 형태에 따라 스트라이핑 디스크 그룹과 개별 디스크 그룹으로 디스크 풀(pool)을 나누어 처리하는 하이브리드 스트라이핑 방식을 제안한다. 제안 방식의 성능 향상은 시뮬레이션에 의하여 검증하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제41권2호
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• pp.9-22
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• 2004

본 논문에서는 NP-Complete 부류에 속하는 다중 디스크 데이터 배치 문제를 해결하기 위한 병렬 유전자 알고리즘을 제안한다. 이 문제는 디스크 입출력 처리의 병렬성이 극대화되도록 Binary Cartesian Product File의 데이터 블록들을 디스크어레이에 배치하는 방식을 찾는 것이다. 이 문제를 해결하기 위하여 제안되었던 DAGA 방식은 순차 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)으로서, 이전에 제안되었던 다른 방식에 비해 디스크 수에 대한 제약을 없애면서도 우수한 결과를 제공함을 보여 주었으나 시뮬레이션 시간이 너무 커서 큰 용량의 데이터 구성에 대한 시뮬레이션을 어렵게 하는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 DAGA의 시뮬레이션 시간 단축을 위한 방식으로서, 2차원 토러스(2-Dimension Torus) 기반 병렬 유전자 알고리즘(ParaDAGA)을 제안한다. ParaDAGA는 분산 객체 모형을 기반으로 설계되었으며, 단일 프로세서 시스템에서 구현된 병렬처리 컴퓨터 시뮬레이터에서 수행되도록 구현하였다. 시뮬레이션 연구를 통하여, ParaDAGA의 시뮬레이션 변수 값이 결과에 주는 영향을 분석하였고, ParaDAGA 방식이 DAGA 방식에 비해 우수한 결과를 제공할 수 있는지를 실험하였다. 실험 결과는 ParaDAGA 방식이 순차 알고리즘인 DAGA보다 알고리즘 수행 시간 뿐 아니라, 찾아낸 결과도 우수함을 보여준다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제31권6호
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• pp.596-608
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• 2004

디스크 입출력 성능에 의해서 많은 영향을 받는 대용량의 데이타를 저장하고 처리하는 시스템에서 데이타를 다수의 병렬 디스크에 분산 시켜 저장한 후 질의 처리 시 디스크 접근 시간을 감소시키기 위한 노력들이 많이 행해졌다. 대부분의 이전 연구들은 데이타 공간이 정형의 그리드 형태로 분할되어 있다는 가정 하에 각 그리드 셀에 대해서 효과적으로 디스크 번호를 할당하는 알고리즘 연구에 치중하였다. 하지만, 그리드 형태의 분할은 저차원 데이타에 대해서는 효과적이지만 고차원 데이타에 대해서는 우수한 디스크 할당 알고리즘을 적용하더라도 디클러스터링에 의한 성능 향상을 이룰 수가 없다. 그 이유는 그리드 분할 방법은 데이타 분포 비율에 관계없이 전체 데이타 공간을 동일한 비율로 분할하기 때문이다. 고차원 데이타는 대부분 데이타 공간의 표면에 존재한다. 본 논문에서는 이와 같은 현상을 고려하여 데이타 표면으로부터 주기적으로 편중 분할하는 알고리즘을 이용한 새로운 디클러스터링 알고리즘을 제시한다. 다양한 실험 결과에 의하면 표면으로부터 주기적으로 편중 분할하는 방법은 차원이 증가할 수록, 또한 질의 크기가 증가할 수록 그리드 형태의 분할에 비해서 질의를 만족하는 데이타 블록의 수를 현저히 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 분할 결과 데이타 블록들의 배치(layout)를 이용한 디스크 번호 할당 알고리즘들을 제시하였다. 우리는 제시한 알고리즘의 성능을 보이기 위해서 다양한 차원과 디스크 수에 대해서 여러 가지 실험을 하였다. 본 연구에서 제시한 디스크 할당 알고리즘은 절대 최적의 디스크 할당 방법에 비해서 추가적인 디스크 접근 횟수가 10번을 넘지 않는다. 디클러스터링 알고리즘의 응답 시간에 대해서 그리드 분할에 대해서 가장 좋은 성능을 보이는 것으로 알려져 있는 Kronecker sequence을 이용한 디스크 할당 알고리즘과 비교하였으며 차원이 높아짐에 따라 최대 14배까지 성능이 향상된다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제29권1호
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• pp.44-57
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• 2002

다중 공간 질의는 동시에 2개 이상 수행되는 영역 질의로 정의되며 인터넷 기반 지도 보기 응용의 주요 연산이 되므로, 질의 처리 속도의 개선을 위해서 병렬로 처리되어야 하고 질의 처리 비용 중 큰 비중을 차지하는 디스크 입출력 시간을 최대한 줄일 필요가 있다. 그런데 다중 CPU/다중 디스크 구조상에서 디클러스터링을 수행하더라고, 다중 공간 질의를 처리하는 도중 질의 간 임의 탐색이 발생하여 디스크 입출력 시간이 증가하는 문제점이 있다. 이 논문에서는 디클러스터된 공간 데이터베이스에서 다중 공간 질의를 처리할 때 발생하는 문제점인 질의 간 임의 탐색을 분석하고, 해결 방안으로 질의 스케줄링 기법을 제시하였다. 질의 스케줄링 기법은 질의 간 관련성을 이용해서 질의 우선 순위를 조정해서 질의 간 임의 탐색을 해결하는 방법으로써, 질의간의 공간 및 시간 관련성 부여를 위해 질의 간 위치 관련성과 질의 대기 시간을 이용하였다. 실험 결과, 질의 스케줄링을 수행하면 디스크 캐쉬의 적중률이 최대 34% 향상되어 디스크 입출력 비용을 최대 6%까지 줄일 수 있어 다중 공간 질의 처리 시의 성능을 개선할 수 있는 것으로 나타났다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권2호
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• pp.208-212
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• 2017

플래시 SSD는 기존 하드디스크에 비해 높은 에너지 효율성, 외부 충격에 강한 내구성, 높은 입출력 처리량 등 여러 장점을 지니고 있다. 따라서 3D-NAND 및 V-NAND 등 단위 용량 당 비용을 획기적으로 개선하는 최신 기술의 등장과 맞물려서, 플래시 SSD가 많은 영역에서 하드디스크를 급격하게 대체하고 있다. 하지만, 주로 하드디스크를 가정하고 개발된 기존 데이터베이스 엔진은 플래시 SSD의 특성 (예를 들어, 내부 병렬성)을 제대로 활용하지 못하고 있다. 본 논문에서는, 더 빠른 질의 처리를 위해 플래시 SSD에 내재한 내부 병렬성을 활용하는 방법으로, MySQL InnoDB엔진에서 보조 인덱스(Secondary Index)를 이용한 스캔을 위해 비 동기적 입출력을 활용한 Prefetch 기능을 구현하였다. Prefetching을 사용한 스캔 기법은, 기존 InnoDB엔진의 보조 인덱스 스캔과 비교해서, 데이터 페이지 크기가 16KB일 경우, 약 3배 이상, 데이터 페이지 크기가 4KB일 경우, 약 4.2배 이상 성능 향상을 보인다.