최근 빅 데이터가 증가하는 추세에 따라 이를 분석 및 처리하고 활용하는 방안에 대한 관심도 증대되고 있다. 이러한 빅 데이터를 저장, 관리하기 위한 대표적인 플랫폼으로 분산 컴퓨팅 프레임워크인 맵리듀스와 분산 파일 시스템인 HDFS로 구성된 하둡 플랫폼이 있다. 하둡은 일반적으로 수백 수천 대 이상의 클러스터로 구축되는데, 이 때 실제 클러스터 구성이나 파라미터에 따라 하둡 플랫폼이 가지는 효과도를 분석하는 것이 중요하다. 하지만 수천 대 이상의 클러스터 구축하여 이를 분석하는 것이 실질적으로 어렵기 때문에 모델링 및 시뮬레이션 기법을 통해 분석하는 것이 필요하다. 본 논문은 계층적이고 모듈러한 모델링이 가능한 DEVS 형식론을 기반으로 하둡 시뮬레이션 환경을 제안한다. 제안하는 시뮬레이션 환경은 하둡 실행 결과를 이용한 입력 모델 설계를 통해 어플리케이션의 특성을 잘 반영할 수 있으며, 파라미터/알고리즘/모델들을 다양하게 변경하여 실험할 수 있는 재겨냥성 환경을 제공한다. 또한 사용자 편의성의 극대화를 위해 사용자 인터페이스, 실시간 모델 뷰어, 입력 시나리오 편집기를 제공한다. 본 논문에서는 어플리케이션 실행 결과와의 비교를 통해 하둡 시뮬레이터를 검증하고, 다양한 파라미터에 대한 실험을 진행한다.
시뮬레이션 프레임워크는 시뮬레이션 응용 프로그램의 개발을 지원하는 기반 소프트웨어이다. 본 논문은 공학용 프로그래밍 언어로 광범위하게 사용되는 매트랩을 이용하여 개발된 이산사건시뮬레이션 프레임워크의 개발 과정을 기술하고 있다. 매트랩 객체지향프로그래밍을 토대로 새롭게 개발된 프레임워크는 매트랩 언어의 편리성과 이산사건시뮬레이션 형식론(DEVS: Discrete EVent System Specification Formalism)이 가지는 뛰어난 개발 방법론을 결합시킴으로써 무기체계 교전 시뮬레이션 프로그램 개발에서 요구되는 생산성, 유연성, 확장성을 제공한다. 더불어 매트랩의 병렬컴퓨팅 기술을 적용한 배치(Batch) 시뮬레이션 기능을 제공함으로써 몬테카를로 시뮬레이션 수행시 컴퓨터 환경에서 지원되는 CPU 코어의 수에 비례하여 응용 프로그램의 연산성능을 향상시킨다.
DEVS는 이산 사건 시스템을 명세하는 집합론에 근거한 수학적인 틀이다. 이러한 DEVS를 통해 시스템을 시뮬레이션할 때는 명세된 DEVS로부터 구현된 모델과 시뮬레이션 엔진으로 이루어진 실행 환경이 필요하다. 시뮬레이션 엔진은 스케줄링 알고리즘을 통해 모델을 해석하고 실행하는데, 주로 DEVS의 계층적이고 모듈러한 특성을 따라 계층적인 스케줄링 방법을 사용한다. 그러나 이 방법은 계층적인 구조로 인해 시간 관리와 메시지 패싱에 있어서 오버헤드가 존재한다. 본 논문에서는 이러한 오버헤드를 해결하기 위해 이벤트 지향 시뮬레이션을 적용한다. 이벤트 지향의 시뮬레이션은 이벤트에 의해서 모델이 실행되며 이벤트 리스트에 의해 이벤트가 관리된다. 이벤트 리스트에 의해서 시간 관리가 되고 메시지 패싱이 이루어지기 때문에 계층적인 오버헤드를 줄이고 성능 향상을 이룰 수 있다. 본 논문은 이벤트 리스트를 이용한 실행 환경을 제안하고 이러한 실행 환경을 위한 모델 구현 방안에 대해 논하며, 각 실행 환경의 성능을 비교, 분석한다.
In this paper, we present a partitioning algorithm for distributed simulation of DEVS (Discrete Event System Specification) models. To preserve concurrency inherent in models, the proposed algorithm utilizes the structural information of models. Through benchmark simulation experiments, we show that the proposed algorithm can generate good partitions.
Combined models, specified by two or more modeling formalisms, can represent a wide variety of complex systems. This paper describes a methodology for the development of combined models in two model types of discrete events and continuous process. The methodology is based on transformation of continuous state space into discrete one to homomorphically represent dynamics of continuous processes in discrete events. As an example, a combined model of human heart is developed which Incorporates conventional differential equation formalism with Zeigler's DEVS(Discrete Event Specification System) [4]formalism.
In this paper, a RAID system is modeled and simulated by using the DEVS formalism. The RA[D system interacts with a host system by using the high-speed Fibre channel protocol and stores input data in an array of IDE disks. The DEVS formalism specifies discrete event systems in a hierarchical, modular manner. The RAID system model is composed of three units: primary-PCI unit, secondary-PCI unit and CPU unit. The primary-PCI unit interfaces with the host system and caches I/O data. The secondary-PCI unit includes disks. The CPU unit controls overall system. The control algorithm of CPU and PCI transactions are analyzed and modeled. From an analysis of simulation events, we can conclude that the proposed model satisfies given requirements.
Development of complex discrete event simulators requires cooperation between domain experts and modeling experts who involve the development. With the cooperation the domain experts derive user requirement and modeling experts transform the requirement to a simulation model. This paper proposes a method for consistency verification of simulation model in DEVS formalism against the user requirement in UML diagrams. It also presents an automated tool, called VeriDEVS, which implements the proposed method. Inputs of VeriDEVS are three UML diagrams, namely use case, class and sequence diagrams, and DEVS Graph, all in Visio; outputs of a verification result is represented in PowerPoint files.
본 논문에서는 에너지 수확 센서 네트워크 시스템을 DEVS 형식론을 이용해서 시뮬레이션하고 모델링한다. 이 시스템은 주전원이나 배터리를 사용하는 싱크(마스터(master)) 노드와 에너지 수확 소자로부터 전원을 공급 받는 센서(slave) 노드로 구성 된다. 시뮬레이션을 위해 (i) 슬레이브 노드에서 에너지 수확하고 저장하는 회로의 동작을 연속적인 구간들로 분할한 후에 각 구간을 이산적인 상태로 표현하고, (ii) 마스터 노드와 슬레이브 노드의 컴포넌트들의 동작의 관계를 면밀하게 분석하여, (iii) 분석된 결과를 DEVS 형식론을 이용하여 모델링하고 시뮬레이션 한다.
단일 PCI 버스 세그먼트 내에는 제한된 수의 디스크만이 연결될 수 있으므로 대규모의 RAID 시스템은 여러 PCI 버스 세그먼트로 구성된다. 본 논문에서는 트랜잭션의 주체와 대상에 따라 RAID 시스템 내의 PCI 버스 트랜잭션들을 분류하고 각 트랜잭션의 데이타 전송 시간을 분석한다. 또한 분석 결과를 이용하여 두 개의 RAID 시스템 구성안에 대해서 읽기 및 쓰기 성능을 분석한다. DEVS 형식론을 이용한 RAID 시스템의 시뮬레이션을 통하여 여러 시스템 파라미터들의 변화에 따른 두 구성안의 성능을 평가하고 분석 결과와 비교한다.
최근 정보 통신 기술이 발전함에 따라, 내장형 시스템은 여러 산업 분야에 적용되고 있으며 더욱 복잡해지고 있다. 이로 인해, 내장형 시스템의 개발 비용과 시간도 덩달아 증가하고 있다. 본 논문에서는 내장형 시스템의 개발 비용 및 시간을 절감하기 위해서 내장형 시스템의 동시적 개발을 위한 이산 사건 시스템(DEVS) 형식론에 기반 요구사항 평가 방법을 제안한다. 본 논문에서는 요구사항 명세를 DEVS 원자 모델의 형태로 기술하는 방법을 제안하며, 이를 개발하여 만든 요구사항 모델과 요구사항 평가 대상 시스템을 비교하는 평가자 모델 및 이들을 활용하는 평가 방법을 제안한다. 또한, 요구사항 평가를 위해 만든 요구사항 모델을 내장형 시스템의 동시적 개발 과정에 활용하는 방법을 제안한다. 제안하는 요구사항 평가 방법에 대한 사례 연구로 키넥트 깊이 정보 처리 시스템에 대한 요구사항 평가를 진행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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