본 논문에서는 Xen-ARM 기반의 가상화 환경에서 실시간 게스트 운영체제의 I/O를 지원하기 위한 방법을 제안한다. Xen-ARM 하이퍼바이저는 서버 환경에서 주로 사용되는 Xen 가상화 기법을 모바일 구조인 ARM에서 구현한 것으로, 분할 드라이버 모델과 크레딧 스케줄러를 지원한다. 하지만, 이러한 두 가지 특성은 I/O 처리 지연의 주요 원인이 된다. 특히, 장치 드라이버와 사용자 태스크의 실행 중에 하이퍼바이저의 도메인 간 스위칭이 필요하므로, 특정 시간으로 I/O 처리 지연을 제한하기 대단히 어렵다. 본 논문에서는 게스트 운영체제의 수정을 통해 I/O 처리 지연을 제한하는 기법을 제안한다. 게스트 운영체제는 현재 실행되는 태스크의 특성을 Xen-ARM 하이퍼바이저에게 간접적으로 전달하여, 전체 시스템의 모든 태스크에 대하여 우선순위를 부여하며, 하이퍼바이저의 스케줄러에서 인터럽트 처리를 위해 가장 응급한 태스크 실행을 스케줄링 할 수 있도록 한다. 제안하는 기법은 실험을 통해, I/O를 처리하는 도메인의 1ms 이상의 처리시간이 84%에서 99%까지 줄어들 수 있음을 보인다.
본 연구에서는 불필요한 에너지 소모와 지연을 야기하는 혼잡을 탐지할 수 있는 알고리즘을 제시하고 이에 따라 혼잡 제어를 수행할 수 있는 기법을 제시한다. 기존의 혼잡 탐지는 큐 점유율만을 사용하거나 MAC 계층에서 패킷 도착율만을 가지고 혼잡을 결정하였으나 본 연구에서는 이들 두 가지를 모두 고려하여 더 정밀한 혼잡 탐지를 가능하게 하였다. 또한 혼잡도에 따라 미리 혼잡 회피를 수행하고 혼잡이 발생한 경우 패킷의 우선순위에 따라 지연에 민감한 패킷들을 먼저 스케줄링할 수 있는 방법을 제시하였다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안한 혼잡 탐지와 제어 기법은 기존의 혼잡 제어 방법들에 비해 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.
IEEE 802.11은 무선 네트워크에서 주된 기술로 자리를 잡고있다. 하지만 공평성 문제가 에드 �N 네트워크 상에서 발생한다. 두 개의 독립적인 송신 노드들이 매체를 독점하여 사용함으로써 중간의 다른 노드가 패킷을 전송하는 것을 막는 현상까지 발생한다. 본 논문에서는 (m,k)-firm 기법을 사용하여 T-MAC에서 발생할 수 있는 불공정 대역폭 분배 문제를 해결하였다. 즉, k 번 시도 중에 연속적으로 m 번의 매체 접근 기회를 가지지 못한 노드에게 제일 높은 우선순위를 제공하여 주위의 다른 노드들 간의 전송 때문에 자신이 전송하지 못하는 경우를 줄였다. 시뮬레이션 결과 제안된 스케줄링 기법이 기존 기법보다 트래픽을 전송할 기회를 가질 확률이 증가되는 것을 볼 수 있다.
무선랜은 MAC 프로토콜과 스케줄링 알고리듬과 같은 다양한 기술을 이용하고 있으며 이런 기술 대부분은 주로 공평성과 서비스 차등화를 주로 다루고 있다. 그러나 대부분의 무선랜 시스템은 하나의 QoS 측면만을 고려하고 있기 때문에 이러한 기술을 동시에 제공하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 공평성과 차등서비스를 동시에 제공하기 위해서 Distributed Fair Scheduling(DFS)기법과 Enhanced Distributed Coordinated Function(EDCF) 기법을 이용하여 빠른 처리를 요구하는 트래픽의 처리뿐만 아니라 같은 우선순위를 갖는 트래픽의 공평성을 보장할 수 있는 F-EDCF를 제안하고 Markov 프로세스를 이용한 성능평가를 통하여 그 타당성을 검토한다. 성능평가에서 기존의 BDCF 방식보다 평균 전송량과 공평성뿐만 아니라 지연시간 또한 개선됨을 확인 할 수 있다.
Recently in the IoT(Internet of Things) environment, a data collection in real-time through device's sensor has increased with an emergence of various devices. Collected data from IoT environment shows a large scale, non-uniform generation cycle and atypical. For this reason, the distributed processing technique is required to analyze the IoT sensor data. However if you do not consider the optimal scheduling for data and the processor of IoT in a distributed processing environment complexity increase the amount in assigning a task, the user is difficult to guarantee the QoS(Quality of Service) for the sensor data. In this paper, we propose APQTA(Adaptive Priority Queue-driven Task Allocation method for sensor data processing) to efficiently process the sensor data generated by the IoT environment. APQTA is to separate the data into job and by applying the priority allocation scheduling based on the deadline to ensure that guarantee the QoS at the same time increasing the efficiency of the data processing.
본 논문에서는 엣지 컴퓨팅을 무인 마켓에 도입하여 엣지 컴퓨팅의 효율성을 확인하고, 로컬 네트워크의 효율적인 대역폭 할당을 위한 두 가지 방법을 제안한다. 무인 마켓과 같이 엄청난 양의 데이터를 필요로 하고 만들어내는 서비스에서는 데이터들을 클라우드로 전송하여 소비자가 불편함을 느끼지 못하도록 빠르게 처리하는 것은 불가능에 가깝다. 그래서 우리는 Amazon Go 를 벤치마킹한 무인 마켓에 엣지 컴퓨팅을 도입하여 이를 구현한다. 그리고 구현한 시스템에서 엣지 컴퓨팅 외에 클라우드 컴퓨팅, 모바일 장치를 적용하여 처리할 때의 응답 시간을 분석하여 엣지 컴퓨팅의 높은 성능을 확인한다. 또한, 구현한 무인 마켓에서 데이터 전송의 효율성을 더욱 높이기 위해 카메라 단위와 매대 단위의 대역폭 할당 기법을 제안한다. 카메라 단위로는 모션 인식기술을 활용하여 움직임이 감지될 때만 각 이미지 프로세스에서 요구되는 고해상도로 송신하는 기법을 제안한다. 매대 단위로는 네트워크에서 수용 가능한 대역폭 임계치에 도달하지 못하게 하기 위해 매대 별 우선순위에 따른 대역폭 할당 스케줄링 기법을 제안한다. 그 결과로 평균 소모대역폭과 최대 소모대역폭을 비교하여 제안한 두 가지 기법이 기존의 방법에 비해 성능을 향상시키는 것을 보인다.
본 논문에서는 이동 컴퓨팅 환경에서 발생하는 실시간 이동 트랜잭션을 효율적으로 처리하기 위한 트랜잭션 관리자를 제안한다. 제안된 트랜잭션 관리자는 기존의 종료시한만 고려하던 방법과는 달리 이동 호스트 때문에 발생하는 실시간 데이터의 유효성도 함께 고려하여 트랜잭션의 실행여부를 판단한다. 그 후, 트랜잭션의 중요도와 종료시한을 고려한 우선순위 큐에 최적의 실행 윈도우를 생성하여 스케줄링하고, 실행될 트랜잭션을 선택할 때는 이동 호스트와의 접속 단절을 고려한다. 따라서, 제안된 기법은 실시간 데이터의 유효성 제약조건 위반에 따른 트랜잭션의 철회 후 재시작을 감소시키며, 종료시한을 만족시키는 실시간 이동 트랜잭션의 중요도의 합을 최대로 하는 장점을 가진다. 이 기법은 이동 통신, 응급 재난 구조 시스템 등에서 발생하는 실시간 이동 트랜잭션의 관리자로 적합하다.
내장 실시간 시스템이 높은 우선순위의 비동기적 이벤트를 적시에 처리하면서 필수적으로 적은 비용의 선점 다중쓰레드를 지원해야한다. 사용자 레벨 쓰레드는 커널 레벨 쓰레드 보다 적은 비용의 유연한 추상적 기법들을 제공하지만, 기존의 실시간 시스템에서는 스케줄링과 시그날(signal) 처리가 단순하다는 이류로 커널 레벨 쓰레드가 선호 되어왔다. 본 논문에서는 내장 실시간 시스템에 적합한 새로운 사용자 레벨 다중 쓰레드 방식을 제안한다. 이 기법은 가상 쓰레드(virtual threads)와 개선된 스케줄링 이벤트 업콜(scheduling event upcall) 메카니즘을 기반으로 한다. 가상 쓰레드는 사용자 레벨 쓰레드에게 커널 레벨의 실행 환경을 제공할 수 있도록 사용자 레벨 쓰레드를 커널 레벨로 형상화한 것이다. 이 쓰레드는 필요에 의해 잠시동안 사용자 레벨 쓰레드에 묶이는 소동적인 존재이다. 스케줄링 이벤트 업콜 메카니즘은 쓰레드 블록킹과 타이머 만기와 같은 커널 이벤트를 유저 프로세서에게 전달할 수 있게 한다. 본 논문의 개선된 업콜 방식은 scheduler activation과 시그날과 같은 전통적인 업콜 구조에서 예측하기 힘든 요소들을 배제했다. 순간적인 시스템의 과부하 상황에서도 이벤트를 놓치지 않으면서 커널과 유저 프로세서의 비싼 동기화 작업들을 피할 수 있도록 하는 잠금(lock)이 필요 없는 이벤트 큐를 상용한다. 본 기법은 서울대학교 실시간 운영체계 실험실에서 구현한 ARX위에 완벽하게 구현되었다. ARX 사용자 레벨 쓰레드가 사용자 레벨 쓰레드의 장점을 손상하지 않으면서 솔라리스와 윈도즈98과 같은 상용 운영체제의 커널 쓰레드보다 성능이 우수함을 실험적 비교에 의해서 입증한다.분에서 uronic acid를 분리동정하였을 때 점미는 0.90%, 백미는 0.66%, 흑미는 1.8%로서 흑미에서 uronic acid 함량이 두 배 이상으로 나타났다. 흑미의 uronic acid 함량이 가장 많이 용출된 분획은 sodium hydroxide 부분으로서 hemicellulose구조가 polyuronic acid의 형태인 것으로 사료된다. 추출획분의 구성단당은 여러 곡물연구의 보고와 유사하게 glucose, arabinose, xylose 함량이 대체로 높게 나타났다. 점미가 수가용성분에서 goucose대비 용출함량이 고르게 나타나는 경향을 보였고 흑미는 알칼리가용분에서 glucose가 상당량(0.68%) 포함되고 있음을 보여주었고 arabinose(0.68%), xylose(0.05%)도 다른 종류에 비해서 다량 함유한 것으로 나타났다. 흑미는 총식이섬유 함량이 높고 pectic substances, hemicellulose, uronic acid 함량이 높아서 콜레스테롤 저하 등의 효과가 기대되며 고섬유식품으로서 조리 특성 연구가 필요한 것으로 사료된다.리하였다. 얻어진 소견(所見)은 다음과 같았다. 1. 모년령(母年齡), 임신회수(姙娠回數), 임신기간(姙娠其間), 출산시체중등(出産時體重等)의 제요인(諸要因)은 주산기사망(周産基死亡)에 대(對)하여 통계적(統計的)으로 유의(有意)한 영향을 미치고 있어 $25{\sim}29$세(歲)의 연령군에서, 2번째 임신과 2번째의 출산에서 그리고 만삭의 임신 기간에, 출산시체중(出産時體重) $3.50{\sim}3.99kg$사이의 아이에서 그 주산기사망률(周産基死亡率)이 각각 가장 낮았다. 2. 사산(死産)과 초생
본 논문에서는 기존의 DWRR(Dynamic Weighted Round Robin) 알고리즘이 고려하지 못한 실시간 트래픽의 지연 특성을 보장하면서, 비실시간 트래픽도 효율적으로 전송할 수 있는 셀 스케쥴링 알고리즘을 제안하고자 한다. 이 스케쥴링 알고리즘은 기존의 DWRR 알고리즘을 개선한 것으로, 지연 우선 순위 기반의 셀 전송방식을 추가하여 실시간 트래픽의 지연 특성을 보장하면서, 그로 인한 비실시간 트래픽의 셀 손실을 막기 위해 비실시간 트래픽에 임계치를 설정한다. 제안한 스케쥴링 알고리즘은 지연 우선 순위 기반의 셀 전송방식이 추가되어 기존의 DWRR 알고리즘에 비하여 복잡도가 다소 증가될 수 있으나, 실시간 트래픽의 지연을 최소화하고 버퍼 크기를 감소시킬 수 있으며, CBR, VBR 트래픽 뿐만 아니라 대역폭에 유연성을 지니는 ABR 트래픽의 서비스를 효과적으로 지원한다.
실시간 데이터베이스 시스템의 트랜잭션은 마감시간과 같은 시간 제약조건을 갖는다. 따라서 트랜잭션은 마감시간 내에 완료되어야 하며 동시에 데이터 일관성 제약조건을 만족해야 한다. 빠른 평균 응답시간 제공을 목표로 하는 기존 데이터베이스 시스템과 달리 실시간 데이터베이스 시스템은 트랜잭션의 마감시간 초과 비율과 마감시간을 초과한 트랜잭션에 의해 발생되는 비용에 의해 평가된다. 따라서 실시간 트랜잭션은 공정성과 시스템 처리율의 저하를 발생시킨다 하더라도 트랜잭션의 중요도 및 마감시간에 따라 스케줄링 되어야 하고, 항상 높은 우선 순위 트랜잭션의 선행 처리가 보장되어야 한다. 본 논문에서는 기존 실시간 스케줄링 알고리즘들이 갖는 문제점을 개선시킬 수 있는 새로운 스케줄링 알고리즘(Multi-level EFDF)과 펌, 소프트 실시간 트랜잭션온 고려한 병행실행제어 알고리즘(2PL-FT)을 제안한다. 또한 성능평가를 통해 2PL-FT와 AVCC방법에 대한 트랜잭션의 재시작 비율 및 마감시간 초과 비율을 비교한다. 이 실험들을 통해 제안하는2PL-FT알고리즘이 기존에 제안된 방법들보다 더 우수함을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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