본 연구에서는 과학계산용 병렬 컴퓨터 시스팀의 구조를 설계하고, 설계된 컴퓨터 구조의 소프트웨어 시뮬레이터를 개발하였으며, 여러가지 시뮬레이션을 통하여 시스팀의 성능을 분석하였다. 설계된 시스팀은 H/V-bus 병렬 처리 시스팀 아키텍쳐에 기반을 둔것으로 각종 과학계산을 위한 고속의 프로세서간 통신 메카니즘이 확장 설계되었다. SLAM II 및 FORTRAN을 이용하여 개발된 시뮬레이터는 시스팀 변수들을 이용하여 프로세서의 수와 속도 및 통신 메카니즘의 속도를 쉽게 변화시킬 수 있게하여 여러 조건하에서의 시스팀 성능을 분석하는데 사용되었다. 또한 실제 프로그램이 수행되는 상황에서 프로세서 및 통신 메카니즘의 속도가 시스팀 전체 성능에 미치는 영향을 측정하고 분석하기 위하여 벤치마크를 시뮬레이터를 이용하여 풀었다.
본 논문에서는 MPLS 네트워크 시뮬레이터를 이용하여 기존의 경로 복원 기법들을 시뮬레이션하고 각각의 성능을 비교 분석한다. MPLS 네트워크 시뮬레이터는 레이블 스위칭 기능 및 LDP와 CR-LDP를 지원하는 시뮬레이터이다. 시뮬레이션할 경로 복원 기법으로써 가장 많이 참조되고 있는 Haskin에 의해 제안된 기법과 Makam에 의해서 제안된 기법을 선택한다. 시뮬레이션 결과, Haskin의 기법은 노드에러 시에도 패킷의 손실은 거의 없지만 노드가 복구된 후에는 트래픽이 급격히 증가할 뿐만 아니라 순서가 맞지 않는 패킷의 양도 증가는 문제가 있다. Makam의 기법은 노드 에어 시에 패킷의 손실이 큰 단점을 가지고 있다.
실시간 조건이 포함된 대용량 멀티미디어 데이터 서비스의 특성을 이해하기 위해서는, 이들이 저장되는 하드디스크의 성능을 평가할 수 있는 도구가 필요하다. 본 논문에 기술된 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drives: HDD) 시뮬레이터는 PC 기반 FreeBSD UNIX 환경하에서 개발되었다. 본 시뮬레이터를 이용하여 실험 대상 하드디스크의 탐색 시간(seek time)과 sustained rate를 측정하였으며, video-on-demand(VOD) 서비스 실험에서는 실험 대상 하드디스크의 성능 병목구간의 파악을 통하여, VOD 서비스에 적합한 하드디스크 특성을 파악하였다.
최근 플래시 메모리는 임베디드 시스템과 휴대용 기기 등에서 많이 사용되고 있다. 그 중 NAND 플래시 메모리는 대용량화가 가능해 NOR 플래시 메모리보다 더 많이 사용되고 있다. NAND 플래시 파일 시스템을 개발하기에 앞서 파일 시스템의 할당과 가비지 컬렉션 정책을 시험하기 위해서, 또는 실제 플래시 메모리에서 수행하기 힘든 지움 횟수 측정 실험을 하기 위해서 플래시 파일 시스템 시뮬레이터를 구현하여 실험을 한다. 하지만 이 시뮬레이터는 제한된 성능 비교를 할 수 밖에 없는 약점을 지니고 있다. 이 때문에 어느 한 성능 개선을 위해 제안한 기법으로 인해서 다른 성능이 저하될 수 있지만 이를 간과할 수도 있다. 본 논문에서는 NAND 플래시 파일 시스템의 전체적인 성능 평가를 수행할 수 있는 시뮬레이터를 설계하고 구현한다.
산업분야에서 이용되는 공정 데이터는 데이터와 데이터 사이의 변화폭이 비교적 좁고, 많게는 수만 개의 포인트가 실시간으로 수집, 저장되어지는 대용량의 데이터라는 특징이 있다. 이러한 특성을 지닌 공정 데이터는 공정의 모든 데이터를 저장하지 않고, 전체를 대표하는 데이터의 일부만을 저장한다. 이러한 공정 데이터를 효과적으로 관리하고, 보관하기 위해 공정 데이터 압축 알고리즘에 대한 개발과 연구가 진행 중이다. 그러나 이미 알려져 있는 공정 데이터 압축 알고리즘과 개발하고 있는 알고리즘의 성능에 대한 평가를 할 수 있는 시뮬레이터는 개인이나 작은 집단만을 위해 만들어지거나, 공개되지 않고 있어 사용하기에 제한적이다. 이에 공정 데이터 압축 성능평가를 위한 시뮬레이터인 PDCS(Process Data Compression Simulator)를 제안하고자 한다. PDCS는 클라이언트, 서버기반으로 구성되어있고, 데이터 압축 알고리즘에 대한 성능평가가 가능한 시뮬레이터이다.
선박의 항행안전의 문제가 중요시됨에 따라 선박조종시뮬레이터에 의한 안전성 검토의 필요성이 크게 인식되고 있다. 또한 조종성능을 향상시킬 목적으로 다양한 선종이 출현하고 있고, 이에 따라 선박조종시뮬레이터의 개발에 있어서 선박의 데이터베이스는 필수적이라고 할 수 있다. 따라서 선종에 따른 수학모델을 각각 선박조종시뮬레이터에 적용시킴으로써 다양성이라는 가상현실의 잇점을 한층 부각시킬 수 있다. 본 연구에서는 우수한 추진성능을 목적으로 한 2축2타선박을 대상으로 조종운동 수학모델을 정식화하였다. 구체적으로 항만내에서의 저속시 조종운동을 구현할 수 있는 수학모델에 대해서 검토하였으며, 선체·프로펠러·타의 상호간섭에 대해서도 고려하였다. 또한, 수치시뮬레이션을 수행함으로써 2축2타선박의 기본적인 조종성능을 확인할 수 있었다.
VANET은 차량간의 통신 기능을 제공하는 MANET 분야 중의 하나이다. 본 논문에서는 차량간의 통신, 차량 움직임 특징을 나타내는 모델과 그리고 실제 차량 움직임 모델을 이용한 VANET 시뮬레이터을 제안한다. VANET은 테스트를 수행하기 위해 트래픽 시뮬레이터와 네트워크 시뮬레이터가 함께 사용되어여야 한다. 하지만 시뮬레이터는 단순하고 쉽고 가격적인 면 때문에 트래픽 시뮬레이터보다 선호한다. 본 논문의 목적은 도시 환경 시나리오에 대해 테스트 목적으로 사용될 수 있는 차량 에드혹 네트워크의 시뮬레이션을 구현하는데 있다. 구현된 시뮬레이션 환경은 VANET에서 더 나은 MAC 프로토콜을 디자인하는데 사용될 수 있다. 구현된 시뮬레이션 성능을 평가하기 위해 AODV와 DSDV 라우팅 프로토콜의 성능을 평가하였다. 성능 비교는 처리율, 패킷 손실, 종단간의 지연을 이용하였다. 성능 비교 결과 DSDV가 AODV보다 처리율, 종단간의 지연, 그리고 패킷 손실에서 성능이 우수함을 보였다.
시뮬레이터를 기반으로 하는 CANDU 설계분석시스템 구축을 장기목표로 한 플랜트-제어모사해석기는, 단기적으로는 플랜트의 동적 성능 분석에 의한 원자력 엔지니어들의 개념교육, 발전소 운전원들에 대한 현상학적 발전소 거동이해, 종합적 엔지니어링 시뮬레이터 개발을 위한 R&D 도구로서의 역할이 기대되며, 장기적으로는 엔지니어링 데이터베이스의 공유를 통한 CADD, 시뮬레이터를 이용한 플랜트설계분석시스템의 통합을 이룰 수 있는 기반기술로 자리잡게 될 것이다. 특히 가상현실이라는 개념을 도입해 값비싼 실제 플랜트시설 없이 다양한 운전상황하에서의 플랜트의 성능과 상태를 현장감 있는 환경을 구성해서 모니터링하고 예측할 수 있는 기술의 개발에 활용될 것이다.
본 논문에서는 RTDS 시뮬레이터를 이용하여 현재 개발중인 STATCOM 시스템의 제어기의 성능을 검증하였다. STATCOM 제어기와 연계하기위한 RTDS 시뮬레이터의 구성방안과 RTDS 내부에 GPC 카드를 이용한 STATCOM 인버터 모델을 개발하였으며, 간단한 계통을 구성하여 제어기-시뮬레이터 연동시험을 실시하여 제어기의 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 Parsec을 이용하여 병렬디지털신호처리용 분산공유메모리 다중처리시스템의 성능 분석을 위한 시뮬레이터를 구현한다. 이 시뮬레이터의 특징은 TMS320C6701 DSP 칩의 DMA 기능과 빠른 접근시간을 가진 지역메모리를 사용하는 시스템의 시뮬레이션에 적합하다는 것이다. 또한 시스템의 성능 매개변수 수정과 하드웨어 구성요소들에 대한 재구성이 쉽기 때문에 다양한 실행 환경에서 시스템의 성능을 분석할 수 있다. 시뮬레이션에서는 DSP 알고리즘에서 널리 사용하는 FET, 2D FET, Matrix Multiplication, Fir Filter를 사용하여 프로세서의 수 데이터 크기, 하드웨어 요소의 변화에 따른 실행 시간을 측정한다. 그리고 그 결과를 비교함으로써 본 논문에서 구현한 시뮬레이터의 성능을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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