대용량 볼륨 데이타를 가시화하는 효과적인 방법인 후-정열 병렬 렌더링은 부하균형에 의해 성능이 결정된다. 기존의 정적 데이타 분할 방법은 태스크 병렬성만의 관점에서는 자기균형을 쉽게 얻을 수 있었지만, 데이타 내부의 빈 공간을 고려하지 않았기 때문에 데이타 병렬성의 관점에서는 심각한 불균형을 초래할 수 있었다. 본 논문은 태스크 병렬성과 데이타 병렬성이 함께 고려된, 적응적이며 확장적인 부하 균형 기법을 제안한다. 우리는 계층적 자료 구조인 옥트리와 BSP-트리를 효과적으로 결합하여 볼륨 데이타의 실제 영역만을 추출하여 렌더링 노드들로 균등하게 분산시켰으며, 각 렌더링 노드들에서는 3차원 클러스터링 알고리즘을 적용하여 렌더링 순서를 효과적으로 결정하였다. 제안하는 방법은 기존의 정적 데이타 분산 기법에 비해 최대 22배의 병렬성을 높였고 동기화 비용을 낮추어 렌더링 성능을 크게 향상시켰음을 실험을 통해 알 수 있었다.
차세대 인터넷은 유.무선이 혼합된 초고속의 네트워크 구조에서 사용자가 시간과 장소에 관계없이 실시간 멀티미디어 서비스를 제공받을 수 있는 환경으로 변화될 것이다. 이 변화에 잘 대응하기 위해서는 이동하는 사용자에게 효율적으로 멀티캐스팅을 지원할 필요가 있다. Mobile IP 기반의 이동 네트워크 환경에서 멀티캐스팅을 지원하기 위만 연구는 크게 HA(Home Agent)기반 방식과 FA(Foreign Agent)기반 방식으로 연구되어 왔다. HA기반 방식은 데이터 전송 경로의 비최적화, 비효율적인 데이터 중복 전송의 문제를 가지고, FA기반 방식은 빈번한 멀티캐스트 전송 트리의 재구성으로 인한 오버헤드의 문제를 내포하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 MH(Mobile Host)의 잦은 핸드오프(handoff) 문제를 해결하고, 멀티캐스트 전송 트리의 재구성으로 인한 오버헤드를 줄이는 방법을 제안한다. 이 방법은 계층적 트리 구조의 도메인을 구성하고 MFA(Multicast Forwarding Agent)와 홉 카운터로 정의된 MFA의 서비스 범위를 사용한다. 또한, MFA를 Root FA들 중에서 선택함으로써 멀티캐스트 전송 트리 재구성의 회수를 줄여 Mobile IP를 이용하는 MH에게 효과적인 멀티캐스팅을 제공한다.
이동 애드 혹 망에서 안정된 멀티캐스트 데이터 전달 구조는 데이터 전송률을 높이고 제어 부하를 맞추는데 기여한다. 이동 애드 혹 망의 동적 위상 때문에 애드 혹 환경에서 안정된 멀티캐스트 데이터 전달구조를 구성하는 것은 어려운 문제이다. 이 논문에서 우리는 이동 애드 혹 망을 위한 안정된 응용 계층 멀티캐스트를 제안한다. 이 프로토콜에서는 각각의 멤버 노드가 잔여 에너지와 지역 이동성에 따라 자신의 안정성을 미리 계산한다. 소스가 데이터 패킷을 전송해야 할 때, 변형된 지연 전달 방안을 통해 소스기반 오버레이 멀티캐스트 트리를 만든다. 오버레이 구성은 각각의 멤버 노드의 안정성에 따른다. 상대적으로 높은 안정성을 가진 멤버 노드는 하위 트리들을 가질 확률을 높여준다. 제안한 설계는 불안정한 멤버 노드들을 멀티캐스트 트리의 가장자리로 밀어내어 멀티캐스트 라우팅 안정성을 개선한다. 시뮬레이션 결과는 우리의 설계가 패킷 전송률, 링크 단절에 의한 손실률, 제어 부하 면에서 ODOMP[1]에 비해 우수하다는 것을 보여준다.
흔히 대용량 텍스트 데이터의 분류를 위한 인덱싱 데이터 구조로서 계층 개념 트리가 활용된다. 본 논문은 개념 계층구조를 자동적으로 구축하기 위해 위키피디아를 이용한 일반성 랭크 기반 기법을 제안한다. 이것의 목적은 위키피디아 문서를 하나의 개념으로 정의하여 이들 간의 계층적 위상관계를 생성하는 것이다. 이를 위해 위키피디아 문서들 간의 링크 개수를 주요 인자로 하여 개념 일반성을 가늠하는 랭킹함수를 고안하였으며, 이를 활용하여 개념 간 확률적 포함관계를 산출함으로써 안정적인 개념 간 계층 구조를 생성한다. 결과적으로 계층적 관계를 담은 개념쌍은 DAG 구조로 시각화 된다. Open Directory Project 계층구조를 사용한 성능 분석을 통해 제안 기법이 기준 기법에 비해 성능이 우수하며 고품질 계층 관계를 안정적으로 추출할 수 있음을 확인하였다.
최근 플래시 메모리 및 SSD가 노트북이나 PC의 저장장치로 사용되는 것뿐 아니라, 기업용 서버의 차세대 저장장치로 주목 받고 있다. 대용량의 데이터를 처리하는 데이터베이스에서는 삽입, 삭제, 검색을 빠르게 하기 위해 다양한 색인 기법을 사용하는데 그 중B-트리 구조가 대표적인 기법이다. 하지만 플래시 메모리 상에서는 하드디스크와 달리 덮어쓰기(overwrite) 연산을 수행하기 위해서는 먼저 해당 블록(block)에 대하여 플래시 메모리의 연산 중 가장 비용이 많이 요구되는 삭제(erase) 연산을 수행 해야만 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 플래시 메모리 사이에 위치하는 플래시 변환 계층(Flash memory Translation Layer)을 사용한다. 이 플래시 변환 계층은 수정한 데이터를 동일한 논리 주소에 덮어쓰기를 하더라도 실제로 임의의 다른 물리 주소에 저장하도록 하여 이 문제를 해결할 수 있다. NAND 플래시 메모리를 배열 형태로 포함하고 있는 SSD는 한 개 이상의 플래시 메모리 패키지를 병렬로 접근할 수 있다. 이러한 병렬 접근 방식을 사용하여 쓰기 연산 성능을 향상하기 위해서는 연속한 논리 주소에 쓰기 연산을 요청하는 것이 유리하다. 하지만 B-트리는 구성 노드에 대한 삽입 삭제 연산 시에 대부분 연속되지 않은 논리 주소 공간에 대한 갱신 연산이 일어나게 된다. 따라서 SSD의 병렬 접근 방식을 최대한 활용할 수 없게 된다. 본 논문에서는 수정한 노드를 연속한 논리 주소에 쓰도록 하는 AS B-트리 구조를 제안하여 SSD의 병렬 접근 방식을 최대한 활용할 수 있도록 하였다. 구현 및 실험한 결과 AS B-트리에서의 삽입 시간이 B-트리보다 21% 개선된 것을 확인하였다.
본 논문에서는 객체지향 데이터베이스의 중포된 객체에 대한 질의처리를 효율적으로 지원하기 위한 다차원 중포 속성 색인기법을 제안한다. 중포된 객체에 대한 기존의 색인기법들은 일차원 색인구조를 이용함으로써 중포된 객체의 속성과 클래스 계층이 포함된 다양한 형태의 질의들에 대한 처리를 효율적으로 지원하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 다차원 중포 속성 색인기법에서는 다차원 파일구조를 이용하여 중포 속성의 킷값 도메인과 함께 중포 속성을 표현하는 경로상의 모든 속성에 대해 각 속성이 정의된 클래스 계층마다 클래스 식별자 도메인을 할당함으로써, 다차원 도메인 공간상에서 색인 엔트리들의 클러스터링을 다른다. 따라서, 다차원 중포속성 색인기법에서는 기존의 색인기법에서 지원하기 어려운 질의의 대상 범위가 클래스 계층상의 임의의 클래스들로 제한되거나, 질의에 포함된 복합 속성들의 도메인이 클래스 계층상의 임의의 클래스들로 제한되는 경우에도 효율적으로 지원할 수 있다.
KDB-트리는 다차원 데이터를 검색하기 위한 전통적인 색인 기법이다. 많은 연구에서 낮은 저장 공간 사용과 검색 성능이 KDB-트리군의 두 병목현상이라고 언급되고 있다. 데이터 삽입 순서와 데이터의 편향으로 인한 불필요한 공간 분할이 그 원인이다. 본 논문에서는 편향 데이터를 효율적으로 처리하고, 검색 성능을 향상시키기 위한 새로운 색인 구조인 $KDB_{CS}^+$-트리를 제안한다. $KDB_{CS}^+$-트리는 분할 정보를 비트벡터로 표현하는 압축 기법과 노드의 그룹화를 통한 포인터 제거 기법을 활용하여 중간 노드의 팬-아웃을 증가시키고, 중간 노드의 엔트리를 계층적으로 표현함으로써 중간 노드의 사용율을 높인다.
비밀분산법이란 하나의 비밀정보(secret)를 분산시켜 다수의 참가자에게 공유시키고, 필요시 허가된 참가자 부분집합만이 비밀정보를 복원할 수 있는 암호 프로토콜이다. 다양한 접근구조를 반영하는 비밀분산법이 제안되었는데 본 논문에서는 계층구조에 적용이 가능하면서 재사용이 가능한 새로운 비밀분산법을 제안한다. 즉, 참가자들은 트리 상의 상위 레벨부터 비밀정보의 복원에 대한 우선권을 갖고, 상위 레벨에 속하는 참가자들이 부재 시에는 하위 레벨에 속하는 자식 노드들에게 위임티켓(delegation ticket)을 전송하여 비밀정보의 복원 권한을 위임할 수 있고, 각 참가자가 하나의 비밀조각으로 서로 다른 비밀정보를 복원하는데 참여할 수 있도록 함으로써, 계층그룹에서 비밀조각의 재사용이 가능하도록 한다.
클러스터 기반의 계층적 트리 구조는 대형화가 용이하면서 라우팅 프로토콜이 단순하다는 점에서 장점을 가진다. 본 논문에서는 무선 센스 네트워크에서 클러스터 트리 네트워크 관리를 효과적으로 지원할 수 있는 방안과 라우팅 프로토콜의 데이터 모음과 지연에 대해 분석한다. 수치 해석의 결과에서 보면 중간 노드에서의 데이터 모음을 통한 통신 메시지 수를 줄임으로 센스 노드의 에너지를 크게 절약할 수 있지만, 이에 따른 메시지 전달 지연이 커짐을 알 수 있었다.
수중 통신에서 사용되는 음향 신호의 감쇠는 노드 사이의 거리는 물론 사용 주파수 대역에도 크게 영향을 받는다. 또한 음향 신호는 긴 전송 지연을 가지므로 복잡한 절차와 많은 제어 메시지를 필요로 하는 매체 접속 기법은 사용하기에 적합하지 않다. 본 논문은 이처럼 열악한 수중 환경에서 코드 분할 다중 접속 기법의 적용 방법을 제시하고 그 성능을 분석한다. 수중 음향 센서망 구조는 데이터 수집형 트리 구조를 가정하며 에너지 절약을 위해 트리 구조에서 계층간 엇갈림 깨어남 패턴을 사용한다. 성능 분석을 위해 다양한 사용 주파수 대역에서 계층별 데이터 전송률을 수학적으로 도출한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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