본 논문에서는 디지털 IC회로의 입출력과 입출력 버퍼에 대한 입출력 버퍼정보 형식 모델링을 묘사하였고 입출력 버퍼의 전기적 특성을 표현하는 방법 등을 나타냈다. 또한 본 논문에서 도출한 입출력 버퍼 모델링은 CMOS와 TTL IC를 모델링 하는데 사용할 수 있는데 CMOS와 TTL IC 그리고 ROM과 RAM 메모리에 대한 입출력 버퍼 모델을 128개 정도 만들었다. 이러한 입출력 버퍼 모델은 정확한 행동(behavioral) 모델을 구성하기 위해 그리고 고속 회로의 PCB 디자인 시뮬레이션에 사용될 것이다.
본 논문에서는 대용량 입출력을 수행하는 태스크의 QoS를 제어하기 위한 방법으로사용자가 시스템에 입출력 요구시 요구 대역폭을 제시하고, 파일시스템에서 디스크개소와 입출력 이벤트를 고려하여 입출력의 병렬성을 제어함으로써 QoS를 제어하는 방법을 제안하였다. 그리고, 시스템에서 각 태스크가 주어진 병렬성을 가지고 입출력을 진행하고 있을 때, 요구 대역폭을 가지고 입출력을 요구하는 태스크의 대역폭을 만족시키기 위한 병렬성을 계산하는 분석 모델을 유도하였다. 그리고, 디스크 입출력의 병렬성을 이용하여 대용량 입출력의 QoS를 효율적으로 제어할 수 있음을 분석 모델의 결과를 통해 검증하였다.
본 논문에서는 TV 브라운관 유리용해로의 온도 제어를 위한 고전 고급 제어 (Conventional Advanced Control) 알고리듬을 제시한다. 용해로의 특성에 맞도록 중요한 입출력 변수를 선정한 후, 공정 실험을 통하여 얻어진 데이터를 바탕으로 입출력 변수들간의 초보적인 FOPDT (First Order Plus Dead Time) 모델들의 조합으로 용해로를 모델링하였다. 수립된 모델을 바탕으로 주요 입출력을 PI (Proportional - Integral) 형태의 cascade 및 단일 궤환 루프(Single feedback loop)들의 조합으로 제어기를 구성하였다. 제시된 알고리듬은 기존 용해로에 설치되어 있는 DCS를 이용하여 구현되었고, 일 150톤 생산 규모의 용해로에 성공적으로 실적용되었다.
입출력 데이터를 이용한 퍼지모델의 설정은 구조 설정과 변수 설정으로 나누어진다. 본 논문에서는 기존 방법의 문제점을 해결하고 퍼지모델의 이러한 구조와 변수를 설정하는 새로운 방법을 제안한다. 입출력 데이터가 주어지면, 후건부 변수는 선형성과연속성을 고려하여 휴(Hough) 변환과클러스터링 방법에 의해 각각 설정된다. 또한 경사 하강법(Gradient descent method)을 사용하여 퍼지모델 변수의 미세조정을 행한다. 마지막으로 단일 입출력 시스템에 대하여 시뮬레이션을 통해 제안된 방법의 유효성을 보인다.
본 논문에서는 영상회의를 위한 멀티미디어 하드웨어 플랫폼의 하드웨어 구조를 입출력 시스템 중심으로 제안하고, 그 구조를 대기모델로 표현하여 입출력 시스템의 동작을 분석하였으며, 영상회의 시스템의 구현을 통해 분석결과를 고찰하였다. 영상회의시에 발생되는 멀티미디어 데이타의 병목현상과 비디오 데이타의 크기, 프레임 수, 화자의 수 및 압축율의 변화에 따른 프레임의 대기 시간을 모의실험하여 실현 가능한 영상회의 수준과 문제점을 분석하였다 또 분석된 내용의 요구를 근사적으로 반영하는 입출력 시스템을 구현하고 시험하여 멀티미디어 시스템 입출력 설계시에 고려해야 할 사항들을 기술하였다.
제안한 Taylor모델 개념은 단지 입출력 데이터만을 이용하여 제어기를 설계하기 위해 사용되는데, Taylor모델의 매개변수는 입출력 데이터들을 사용하여 추정되고 제어기는 Taylor모델을 통하여 얻어진다. Taylor모델 근사화의 정확성은 관측창의 크기와Taylor모델의 차수가 커짐에 따라 좋아진다. Taylor모델을 이용한 전력계통의 안정화를 위해 LQR 제어기가 제안되고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 기존의 방법과의 성능을 비교한다.
본 논문은 Tertiary 저장장치를 이용한 대용량 비디오 서버의 설계와 구현에 대해서 기술한다. 서버는 서비스와 프로세스 관리 서브시스템, 자원 관리 서브시스템, 입출력 관리 서브시스템의 세 부분으로 구성된다. 입출력 대역폭이 낮은 Tertiary 저장장치의 효율적인 사용을 위해 디스크 캐쉬 풀 모델을 사용하고, 적절한 스케줄링 정책과 캐슁 알고리즘을 이용하여 가능한 많은 사용자를 수용한다. 서버는 Windows 2000에서 시스템 서비스로 구현되었으며 디스크 캐쉬의 효과적인 사용으로 Tertiary 저장장치의 낮은 대역폭을 최대한 활용하여 접속된 사용자에게 안정된 비디오 스트리밍 서비스를 제공한다.
다변수 입출력 제어시스템에서 제어기를 설계하기 위해서는 단일 입출력 시스템에서와 마찬가지로 저주파수영역에서는 루프전달행렬의 크기가 작은 것이 요구되고, 측정잡음 및 플랜트의 불확실성이 존재하는 고주파수 영역에서는 루프전달행렬의 크기가 작게 되도록하여, 잡음의 영향이 출력에 적게 나타나고, 제어기가 포화되지 않도록 하며, 설계된 제어기가 플랜트 모델의 불확실성을 극복할 수 있게 하는 것이 필요하다. 본 원고에서는 각 전달 행렬들의 특이치의 최대 및 최소값들을 이용하여 다변수 제어기가 갖추어야 할 조건들을 정리하였다.
인간 소뇌의 구조와 기능을 간략하게 수학적으로 모델링하여 입력에 따른 시스템의 적정 출력을 학습에 의한 적응 제어 방식으로 추출해 내는 소뇌모델 대수제어기(CMAC : Cerebellar Model Arithmetic Controller)가 제안되었다. 본 논문에서는 연구개발된 기존 신경회로망과의 비교 분석에 의거하여, 소뇌모델 대수제어기 대신 네트의 특성에 따라 소뇌모델 선형조합 신경망(CMLAN : Cerebellum Model Linear Associator Network)이라 하였다. 소뇌모델 선형조합 신경망은 시스템의 제어 함수치를 결정하는 데 있어, 기존의 제어방식이 시스템의 모델링을 기초로 하여 알고리즘에 의한 수치해석적 또는 분석적 기법으로 모델 해를 산출하는 것과 달리, 학습을 통하여 저장되는 분산기억 소자들의 함수치를 선형적으로 조합함으로써 시스템의 입출력을 결정한다. 분산기억 소자로의 함수치 산정 및 저장은 소뇌모델 선형조합 신경망이 갖는 고유의 구조적 상태공간 매핑(State Space Mapping)과 델타규칙(Delta Rule)에 의거한 시스템의 입출력 상태함수의 학습으로써 수행된다. 본 논문을 통하여 소뇌모델 선형조합신경망의 구조적 특성, 학습 성질과 상태공간 설정 및 시스템의 수렴성을 규명하였다. 또한 기존의 최대 편차수정 학습 알고리즘이 갖는 비능률성 및 적용 제한성을 극복한 효율적 학습 알고리즘들을 제시하였다. 언급한 신경망의 특성 및 제안된 학습 알고리즘들의 능률성을 다양한 학습이득(Learning Gain)하에서 비선형 함수를 컴퓨터로 모의 시험하여 예시하였다.
본 논문에서는 화상회의 시스템의 구조 및 입출력 모델의 분석을 통하여 시스템 버스의 병목현상을 개선하기 위해서 멀티미디어 데이터가 네트워크 접속장치로부터 주 기억 장치 및 멀티미디어 처리장치에 동시에 전송될 수 있는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 화상회의 시스템에서 시스템 버스의 사용횟수, 버스 사이클, 데이터의 전송시간 및 비디오 데이터의 압축비를 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법을 다자간 화상회의 시스템에 적용하여 기존의 방법과 성능을 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 제안한 방법이 기존의 방법보다 멀티미디어 데이터의 전송 시간을 감소시킬 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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