본 논문에서는 다중 프로세서 시스템을 위한 효율적인 휴리스틱 부하 평형 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 부하이동을 여러 링크로 분산시켜, 사용하지 않는 링크의 수를 최소화하고 그에 따라 통신비용이 감소한다. 각각의 프로세서는 모든 이웃한 프로세서에게 단위부하를 보내거나 받는 과정을 반복적으로 시도한다. 그리나 실제의 부하 이동은 모든 계산이 이루어진 후 수행된다. 이것은 불필요한 부하 이동을 막아 전체적으로 부하이동의 수가 감소한다. 제안된 알고리즘은 약간의 수정만으로 다양한 연결 구조를 갖는 다중 프로세서 시스템에 적용한 수 있다. 본 논문에서는 하이퍼큐브 구조, 메쉬 구조, k-ary n-cube 구조와 일반 그래프 구조에 제안 알고리즘을 적용해 보았다. 알고리즘의 성능평가를 위하여 모의실험을 하였다. 제안된 알고리즘과 잘 알려진 알고리즘을 구현하여 비교하였다. 그 결과 안된 알고리즘은 모든 경우에서 완전한 부하평형에 도달하였다. 또한 기존의 알고리즘과 비교하여 하이퍼큐브 구조에서는 약 77%, 메쉬 구조에서는 약 74%, 또한 k-ary 2,3-cube 구조에서는 약 73% 정도 통신비용을 감소시켰다.
본 연구에서는 영동 고속도로 용인IC ~ 양지IC 구간을 대상으로 미시교통시뮬레이션 모형인 VISSIM을 이용하여 고속도로 교통정보 취득을 위한 프루브 차량 최소 비율을 추정하고자 한다. 실험을 위하여 일반상황과 유고상황을 고려한 7,200 가지의 시나리오를 생성하였다. 하지만, 모든 시나리오를 실험을 통해 수행하기에는 어려움이 있어 라틴 하이퍼큐브 샘플링(Latin Hypercube sampling) 방법을 사용하여 40 가지의 시나리오를 채택하였다. 이를 통해 얻은 개별차량의 1초당 데이터를 얻어 프루브 차량 비율을 세분화하여 평균통행시간 분포를 통계적으로 비교 분석 해본 결과 일반 상황에서는 고속도로 교통정보 취득을 위한 프루브 차량의 최소 비율이 1%였고 유고상황에서는 45%로 산정되었다. 또한 시나리오 분석 결과 25%의 프루브 차량 정보를 가지고 유고상황 시나리오 교통상황 중 70%를 충족시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
임베딩은 어떤 상호연결망 G를 다른 상호연결망 H에 사상시키는 것으로 연결망 G에서 개발된 알고리즘을 다른 연결망 H에서 시뮬레이션 할 수 있게 한다. 본 논문에서는 먼저 Hierarchical Cubic Network HCN(n, n) and Hierarchical Folded-hypercube Network HFN(n, n) 사이의 임베딩 방법을 제시한다. HCN(n, n)과 HFN(n, n)은 하이퍼큐브에서 제안된 성질을 가지면서 하이퍼큐브의 망비용 (분지수$\times$지름)을 개선한 상호연결망이다. HCN(n, n)은 HFN(n, n)에 연장율 3, 밀집율 2로 임베딩되고 평균연장율이 2 이하임을 보인다. HFN(n, n)은 HCN(n, n)에 연장율 0(n)에 임베딩 되지만, 평균연장율이 2 이하임을 보인다. 마지막으로 HCN(n, n)의 고장허용도에 대해 논하고, HCN(n, n)이 최대 고장 허용도(maximally fault tolerant)를 가짐을 보인다.
시스템-레벨 진단 알고리즘은 결함의 개수가 t개를 초과하지 않는다는 t-진단가능 시스템의 특성을 이용한다. 기존의 진단 알고리즘으로 대형 멀티프로세서 시스템에서의 보다 많은 수의 결함을 처리하기에는 한계가 있다. Somani와 Peleg은 진단의 정확 여부를 판단할 수 없는 충분히 작은 개수의 노드가 존재한다는 것을 허용으로써 결함의 갯수가 t개를 초과할 경우에도 시스템을 진단하는 t/k-diagnosable 시스템을 제안하였다. 본 논문에서는 t/k-diagnosable 시스템을 이용한 적응적 방법에 의한 하이퍼큐브 진단 알고리즘을 제안한다. 결함의 개수가 t개를 초과하는 경우에 대하여, k개의 부정확한 진단을 허용한다. 성능 실험 결과 제안 알고리즘은 HADA알고리즘보다 우수함을 보여 주었다. 제안한 알고리즘은 RGC-Ring들의 신드롬을 분석하여 기존의 HADA/IHADA의 기법보다 테스트 라운드를 줄이는 보다 개선된 방법을 제안하였다. 또한 제안 알고리즘은 HYP-DIAG알고리즘과의 성능 비교에서도 유사한 결과를 보여 준다.
이 논문에서는 해안구조물에 대한 실질적이고 효율적인 구조신뢰성평가 기법을 제시하였다. 제안기법은 파랑, 조류 등의 하중관련 변수 그리고 콘크리트의 탄성계수와 압축강도, 지반정수 및 경계조건 등과 같은 저항관련 설계변수의 불확실성을 명확히 고려한 복잡한 해안구조물의 신뢰성을 평가할 수 있다. 라틴 하이퍼큐브 샘플링(LHS), 몬테카를로 시뮬레이션(MCS) 및 유한요소법을 합리적으로 결합한 제안기법에서 LHS기반 MCS는 신뢰성평가에 필요한 샘플링 수를 대폭 줄여주므로 계산노력이 획기적으로 감소된다. 검증예제를 통하여 제안기법이 상대적인 정확도를 보장하며 계산상의 효율성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 실제의 케이슨형식 방파제 구조물을 대상으로 한 수치예제를 통하여 그 적용성과 효율성을 입증하였다. 특히 유한요소법 또는 유한차분법과 같은 알고리즘 형태의 암시적 한계상태함수를 갖는 경우와 비선형해석, 복합재료, 다양한 기하형상 등을 복잡한 구조거동을 고려해야 하는 실제적인 구조물의 신뢰성평가에 적합한 것으로 판단된다.
본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성을 예측하기 위한 새로운 접근 방법을 제시하였다. 제시된 예측 방법은, 새로운 계측 데이터가 있을 때 베이스 이론에 근거하여 지속적인 업데이팅이 가능하며 모델 매개변수의 확률론적인 특성이 고려된다. 탄산화 내구성 해석 모델의 절차는 라틴 하이퍼큐브 샘플 추출법(LHS)으로 간단하게 정리되고, 이를 통해 얻는 표본으로 결정된다. 이 방법은 콘크리트 구조물의 설계에 유용하게 사용될 수 있으며, 모니터링을 통한 콘크리트 구조물의 잔존수명을 예측할 수 있다. 본 논문에서 사전예측치는 탄산화에 노출된 국내 콘크리트 구조물 데이터(3700개 시편)를 이용하여 콘크리트 탄산계수의 확률 특성을 고려하여 나타내었으며, 우도함수는 현장 모니터링 데이터를 이용하였으며 사후예측치는 사전예측치와 우도함수를 조합하여 나타내었다. 또한, 몬테 카를로 시뮬레이션(MCS)과 LHS의 비교를 통하여 본 논문에서 수행된 LHS를 이용한 샘플링기법이 보다 효율적인 시뮬레이션 수행이 가능함을 확인하였다.
하이퍼큐브와 많은 면에서 비슷하면서도 절반 정도의 지름을 가지는 등 개선된 망 성질들을 가지는 꼬인 큐브는 병렬처리 시스템의 상호연결망으로 각광 받아 왔다. 짝수인 m 에 대하여 크기가 $2{\times}2^m$인 메쉬가 연장률 1과 확장율 1로, 혹은 크기가 $4{\times}2^m$인 메쉬가 연장율 1과 확장율 2로 꼬인 큐브에 임베딩됨은 최근에 알려졌다 [Lai and Tsai, 2008]. 그러나 양변의 길이가 모두 8 이상인 메쉬가 꼬인 큐브에 연장율 1로 임베딩되는지는 알려진 바가 없다. 본 논문에서는 m 이 짝수일 경우엔 크기 $2^n{\times}2^m$인 메쉬가 꼬인 큐브에 연장율 1, 확장율 $2^{n-1}$ 로 임베딩됨을 보이고 m이 홀수일 경우엔 연장율 1, 확장율 $2^n$로 임베딩됨을 보인다 ($1{\leq}n{\leq}m$).
교차큐브는 병렬처리 시스템의 상호연결망으로서 널리 알려진 하이퍼큐브와 많은 면에서 비슷하면서도 절반 정도의 지름을 가지는 등 개선 된 망 성질들을 가지므로 각광 받아 왔다. 크기가 $2{\times}2^m$이거나 $4{\times}2^m$인 메쉬를 연장율 1로 교차큐브에 임베딩하는 연구 결과는 이미 발표된바 있다. 그러나 양변의 길이가 모두 8 이상인 메쉬가 교차큐브에 연장율 1로 임베딩되는지는 알려진 바가 없다. 본 논문에서는 크기 $2^n{\times}2^m$인 메쉬가 교차큐브에 연장율 1, 확장율 $2^{n-1}$로 임베딩될 수 있음을 보인다, $n{\geq}1$, $m{\geq}3$.
네트워크 분야와 멀티미디어 기술의 발전에 따라 실시간 처리에 대한 연구가 각광을 받고 있다. 또한, 많은 용용 분야에서 신뢰도가 높은 실시간 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이 논문에서는 큐브 구조를 갖는 다중 컴퓨터에 대한 실시간 통신 알고리즘을 벡터를 이용하여 구현하려고 한다. 큐브 형태의 n 차원 다중 컴퓨터에서 n 개의 안전 벡터는 이웃한 노드들의 결함의 분포와 근사적인 결함의 척도와 관련되어 있다. 이 연구에서는 실시간 채널에서 서로 설정하는 다른 우회 경로를 찾는 알고리즘을 개발한다. 개발한 알고리즘과 기존의 방법들을 비교하여 성능을 분석한다. 시뮬레이션 결과는 이미 제안된 알고리즘과 비교하여 보다 효율적임을 보이고 있다.
본 논문에서는 데이터 분포가 편재된 상황하에서 부하의 불균형과 버켓 오벌플로우 문제를 해결하기 위해 히스토그램 변환 기법을 이용한 데이터 분산 방법과 이를 기초로 한 병렬 결합 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘의 성능은 시뮬레이션과 하이퍼큐브형 병렬 컴퓨터 상에서 실험적인 방법에 의하여 분석되었다. 그 결과 제안된 알고리즘이 기본의 해쉬 결합 방법보다 우수함을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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