• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제10권1호
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• pp.95-105
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• 2006

기계적인 동작에 기반을 둔 디스크의 동작 특성 때문에 디스크의 속도는 처리기에 비하여 매우 느리다. 반도체기술의 발전으로 처리기의 속도 향상이 비약적으로 이루어지는 반면 디스크의 속도향상은 기계적인 동작특성 때문에 속도향상이 매우 제한적으로 이루어지고 있다. 따라서 컴퓨터시스템 전체의 성능향상을 이루이기 위하여 병목현상을 일으키는 디스크 입출력시스템의 성능을 개선할 수 있는 연구가 필수적이다. 처리기와 I/O subsystem의 속도차이를 해결하기 위한 하나의 기법으로 버퍼 캐시와 디스크 캐시를 두는 기법들이 사용되고 있다. 본 논문에서는 버퍼캐시와 디스크 캐시사이에 디스크 블록 중복을 제한하고, 재 참조 될 가능성이 높은 디스크 블록을 오랫동안 캐시에 유지하게 함으로 캐시 hit ratio를 높여 디스크 접근을 줄이고 신속하게 처리기에 디스크 블록을 서비스하여 시스템의 성능을 개선하는 효율적인 버퍼 캐시 및 디스크 캐시 관리기법을 제안하였고 시뮬레이션을 통하여 제안된 기법의 성능을 평가하였다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.329-340
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• 2001

비디오 데이터베이스는 비디오 정보를 저장하고 있다가 사용자가 요구한 비디오 정보를 검색해 주는 기능을 갖는다. 따라서, 비디오 데이터베이스의 목적은 비디오정보를 저장하고 검색하기 위한 편리하고도 효율적인 환경을 제공해야 할 뿐만 아니라 보다 많은 사용자들에게 보다 신속하게 요구한 정보들을 검색해 줄 수 있어야 한다. 본 논문에서는 비디오 데이터베이스에서 빠른 응답을 유지하면서 지원할 수 있는 사용자들의 수를 증가시킬 수 있는 저장시스템을 제안한다. 다중 디스크환경하의 저장시스템에서 다중 비디오 스트림들을 읽을 때, 각 디스크헤드들의 이동을 비동기화 시킴으로써 빠른 응답을 유지할 수 있고, 한쪽 방향으로만 이동하게 함으로써 디스크 대역폭을 절약할 수 있다. 또한, 더블버퍼링을 기반으로 비디오 스트림의 시간제약 특성을 만족시키고 더블버퍼링의 단점을 최소화할 수 있는 기법을 제안한다. 새로운 저장시스템에 대한 타당성은 이론적으로 해석 및 증명되고 시뮬레이션을 통하여 평가된다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.151-160
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• 2018

NAND flash memories have the advantages of fast access speed, high density and low power consumption, thus they have increasing demand in embedded system and mobile environment. Despite the low power and fast speed gains of NAND flash memory, DRAM disk buffers were used because of the performance load and limited durability of NAND flash cell. However, DRAM disk buffers are not suitable for limited energy environments due to their high static energy consumption. In this paper, we propose WAP-LRU (Write pattern Analysis based Placement by LRU) hybrid disk buffer management policy. Our policy designates the buffer location in the hybrid memory by analyzing write pattern of the workloads to check the continuity of the page operations. In our simulation, WAP-LRU increased the lifetime of NAND flash memory by reducing the number of garbage collections by 63.1% on average. In addition, energy consumption is reduced by an average of 53.4% compared to DRAM disk buffers.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제10권2호
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• pp.134-145
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• 2004

네트워크를 통해 전송되는 데이타의 양이 급속히 증가함에 따라 확장성 있는 저장 시스템에 대한 사용자 요구가 증가하고 있다. 네트워크 연결형 자료 저장 시스템인 SAN(Storage Area Network)은 호스트와 디스크를 광채널 스위치로 연결하는 구조로서 저장 공간과 서버에 대한 확장성을 제공한다. SAN 환경에서는 다수의 호스트가 네트워크에 연결된 저장 장치를 공유하므로 공유 데이타에 대한 일관성 유지가 필요하다. 이를 위해 각 호스트가 수정한 데이타를 즉시 디스크에 반영하는 방법을 사용하고 있지만 이는 느린 디스크 접근 시간(Disk Access Time)으로 인해 시스템의 성능을 저하시키는 요인이 된다. 본 논문에서는 필요한 공유 데이타를 다른 호스트의 메모리를 통해서 직접 전송 받을 수 있도록 하여 공유 데이타의 접근 속도를 향상시킬 수 있는 전역 버퍼 관리자의 설계와 구현에 대해 소개한다. SANtopia 전역 버퍼 관리자는 SAN에 연결된 호스트들이 서로의 버퍼 캐시를 공유하도록 함으로써 블록 데이타로의 빠른 접근을 가능하게 한다. 마이크로 벤치마크를 통한 블록 단위 I/O의 성능 측정 결과, 전역 버퍼 관리자를 사용하는 것이 기존의 디스크 I/O를 사용하는 방법에 비해 약 1.8-12.8배 정도 빠른 성능을 보였으며 파일 시스템 벤치마크를 통한 성능 측정 결과. 전역 버퍼 관리자를 사용한 SANtopia 파일 시스템은 사용하지 않은 것과 비교해서 디렉터리 파일 시스템 콜의 경우 약 1.06배 정도 빠르고 일반 파일시스템 콜은 약 1.14배 정도 빠른 성능을 보였다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제3권6호
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• pp.1375-1385
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• 1996

멀티미디어 데이타에 대한 처리 요구가 급증함에 따라 멀티미디어 데이타를 처리 하는 저장 관리자의 성능은 시스템의 성능에 매우 큰 영향을 미친다. 일반적으로 멀 티미디어 데이타의 크기는 매우 크기 때문에 멀티미디어 데이타의 디스크 입출력은 많은 시간을 소비하여 시스템 성능 저하를 가져온다. 따라서 멀티미디어 데이타의 버 퍼 관리를 통해 디스크 입출력을 줄이는 것은 시스템 성능에 매우 중요하다. 본 논문 은 멀티미디어 데이타 저장 관리자가 디스크 영역 관리에 일반적으로 사용하는 세그 먼트가 물리적으로 연속적인 페이지들로 구성되어 디스크 입출력 단위로 사용된다는 특성을 고려하여 버퍼의 크기가 세그먼트의 크기에 따라 가변적인 버퍼 관리 기법을 제안한다. 또한 버퍼의 크기가 가변적이 됨에 따라 버퍼의 참조 행동뿐만 아니라 버 퍼의 크기를 고려한 버퍼를 교체하는 기법을 제안한다. 제안된 멀티미디어 데이타 버 퍼 관리 기법은 멀티미디어 데이타 저장 관리자인 KORED/STORM에서 구현한다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제35권6호
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• pp.469-480
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• 2008

공유 디스크(Shared Disk: SD) 클러스터는 온라인 트랜잭션 처리를 위해 다수 개의 처리 노드들을 연동하는 방식으로, 모든 노드는 디스크 계층에서 데이터 베이스를 공유한다. 빈번한 디스크 액세스를 피하기 위하여 각 노드는 자신의 메모리 버퍼에 최근에 액세스한 페이지들을 캐싱한다. 이때 동일한 페이지가 여러 노드의 메모리 버퍼에 동시에 캐싱될 수 있으므로 각 노드가 최신의 내용을 액세스하기 위해서는 캐싱된 페이지의 일관성이 유지되어야 한다. SD 클러스터에서 기존에 제안된 대부분의 캐쉬 일관성 기법들은 버퍼 교체 알고리즘으로 LRU를 가정하였다. 이와는 달리 본 논문에서는 SD 클러스터의 특징을 고려한 네 가지의 버퍼 교체 알고리즘들을 제안하고 성능을 평가한다. 클러스터 구성과 데이터베이스 부하를 다양하게 변경하면서 실험을 수행하였고, 제안한 알고리즘은 LRU에 비해 최대 5배까지 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.1743-1749
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• 2011

멀티미디어 데이터는 연속적이고 대용량이며 실시간 특성을 가지고 있으므로 주문형 비디오(VOD)를 서비스하는 멀티미디어 서버에서는 잦은 디스크 입출력 및 프로세서와 디스크 사이의 속도 차이로 인한 시스템 성능 저하가 발생한다. 따라서 멀티미디어 데이터에 대한 디스크 접근을 줄이는 효율적인 버퍼 관리가 필요하다. 본 논문에서는 멀티미디어 서버에서 연속적이고 실시간 특성이 있는 비디오 데이터를 대상으로 버퍼의 적중률을 높여 디스크 접근을 줄이고, 동시에 서비스 받는 사용자수를 늘리며 시스템 전반에 걸친 버퍼 이용도를 높이는 버퍼 관리 방법에 대하여 연구한다. 이를 위해 여러 가지 자원 관리 알고리즘 및 정책변화에 대한 시뮬레이션을 통하여 다양한 환경하에서의 각 알고리즘의 성능을 비교 분석한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권5호
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• pp.285-291
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• 2010

플래시 메모리는 하드 디스크에 비해 크기가 작고 물리적 충격에 강하며 전력 소모가 적은 점 등 많은 장점을 가지고 있지만 아직까지 단위 공간당 가격이 높아 하드 디스크를 전면 대체하기는 어려운 실정이다. 최근 노트북 컴퓨터 동 일부 모바일 장치에서는 하드 디스크와 플래시 메모리를 함께 사용하여 두 매체의 장점을 극대화하려는 시도가 이루어지고 있다. 하지만 기존 운영체제는 이기종 저장 장치 환경이 아닌 단일 저장 장치 환경에 최적화되어 이러한 장점을 충분히 살리지 못하고 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 세 가지 기법을 이용하는 새로운 버퍼 캐시 관리 기법을 제안한다. 첫째, 입출력 접근 패턴을 탐지하고 블록의 저장 위치 별 성능 특성을 분석한 후 동적 한계 효용에 근거하여 버퍼 캐시 공간을 할당한다. 둘째, 입출력 접근 패턴과 저장 장치 특성에 따라서 선택적으로 선반입 기법을 적용한다. 셋째, 버퍼 캐시에서 저장 장치로 쫓겨날 때 해당 블록의 접근 패턴에 따라 하드 디스크와 플래시 메모리 중 더 적합한 매체를 결정하고 그 매체에 블록이 저장되도록 한다. 제안하는 기법들을 트레이스 기반 시뮬레이션으로 검증한 결과 기존 기법에 비해 버퍼 캐시 적중률은 29.9%, 총 실행시간은 49.5% 향상되었다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.377-384
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• 2017

The scope of the matrix application is so broad that it can not be limited. A typical matrix application area in computer science is image processing. Particularly, radar scanning equipment implemented on a small embedded system requires real-time matrix transposition for image processing, and since its memory size is small, a general matrix transposition algorithm can not be applied. In this case, matrix transposition must be done in disk space, such as flash disk, using a limited memory buffer. In this paper, we analyze and improve a recently published flash disk-based matrix transposition algorithm named as asymmetric sub-matrix transposition algorithm. The performance analysis shows that the asymmetric sub-matrix transposition algorithm has lower performance than the conventional sub-matrix transposition algorithm, but the improved asymmetric sub-matrix transposition algorithm is superior to the sub-matrix transposition algorithm in 13 of the 16 experimental data.

• 한국정보시스템학회지:정보시스템연구
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• 제6권1호
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• pp.159-180
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• 1997

Database sharing system(DBSS) refers to a system for high performance transaction processing. In DBSS, the processing nodes are locally coupled via a high speed network and share a common database at the disk level. Each node has a local memory, a separate copy of operating system, and a DBMS. To reduce the number of disk accesses, the node caches database pages in its local memory buffer. However, since multiple nodes may be simultaneously cached a page, cache consistency must be ensured so that every node can always access the latest version of pages. In this paper, we propose efficient buffer invalidation schemes in DBSS, where the database is logically partitioned using primary copy authority to reduce locking overhead. The proposed schemes can improve performance by reducing the disk access overhead and the message overhead due to maintaining cache consistency. Furthermore, they can show good performance when database workloads are varied dynamically.