• 한국통신학회논문지
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• 제30권6B호
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• pp.377-386
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• 2005

최근 들어, 실시간 디스크 스케줄링에서 단위 시간당 처리량을 최대화하기 위한 다양한 실시간 스케줄링 알고리즘들이 연구되고 있다. 특히, 실시간 디스크 스케줄링 알고리즘을 대표하는 EDF(Earliest Deadline First)에 스캔기법을 적용한 많은 알고리즘들이 연구되고 있다. 그러나 제안된 디스크 스케줄링 알고리즘들은 스캔 그룹을 생성할 때 계속되는 I/O 요구들을 고려해야 하기 때문에 많은 제약을 가지고 있다. 또한, 스캔 기법에서 서비스 방향의 고정으로 인하여 디스크의 효율성을 떨어뜨리는 결과를 초래하고 있다. 본 논문에서는 기존의 경성 실시간 시스템에서 사용되는 실시간 디스크 스케줄링 알고리즘들의 문제점을 해결하기 위해 삽입 기법과, 양방향 스캔기법을 기반으로 한 새로운 실시간 디스크 스케줄링 알고리즘을 제안하고 실험을 통해 제안 시스템의 시간당 처리량과 서비스 가능한 I/O 요구가 우수함을 증명한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.88-95
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• 2004

기존의 Best-effort 응용을 위한 디스크 스케줄링 기법들은 멀티미디어 객체의 실시간성을 만족하지 못하며, 실시간 응용을 위한 디스크 스케줄링 기법들은 시스템의 처리율을 만족시키지 못한다. 따라서, 본 논문에서는 범용 운영체제에서 멀티미디어 객체의 주기적인 연성 실시간 요구와 비 실시간 서비스를 동시에 만족시키는 2 단계 디스크 스케줄링 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 실시간 요구와 비 실시간 요구에 적절한 가중치를 부여하는 라운드로빈 기법에 기초하고 있다. 리눅스 커널에서의 실험 결과 실시간 태스크와 비 실시간 태스크 사이의 공정성이 보장됨을 확인하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.167-178
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• 2000

Software RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks) is defined as a storage system that provides capabilities of hardware RAID, and guarantees high reliability as well as high performance. In this paper, we propose an enhanced disk scheduling algorithm and a scheme to guarantee reliability of data. We also design and implement software RAID by utilizing these mechanism to develop a storage system for multimedia applications. Because the proposed algorithm improves a defect of traditional GSS algorithm that disk I/O requests arc served in a fixed order, it minimizes buffer consumption and reduces the number of deadline miss through service group exchange. Software RAID also alleviates data copy overhead during disk services by sharing kernel memory. Even though the implemented software RAID uses the parity approach to guarantee reliability of data, it adopts different data allocation scheme. Therefore, we reduce disk accesses in logical XOR operations to compute the new parity data on all write operations. In the performance evaluation experiments, we found that if we apply the proposed schemes to implement the Software RAID, it can be used as a storage system for small-sized video-on-demand servers.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.131-137
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• 2011

운영체제 교과목에서는 운영체제의 구성 요소와 동작 원리에 관련된 복잡하고 추상적인 개념들을 많이 다루고 있으나, 운영체제에 대한 교육은 주로 교재 위주의 이론 수업으로 진행되어 왔다. 다양한 형태의 매체에 익숙한 학생들에게 이론 위주의 수업은 강의 내용에 대한 이해도와 집중력 저하를 유발하므로 강의 내용에 대한 이해를 돕고 흥미를 유발하기 위한 교육용 도구의 활용을 지속적으로 시도하고 있다. 본 논문에서는 디스크 스케줄링 알고리즘들의 입출력 요청 처리 과정을 시각적으로 보여주는 교육용 도구인 디스크 스케줄링 시뮬레이터를 설계하고 구현하였다. 구현된 시뮬레이터를 운영체제 수업에 활용한 후 수강생들의 학업 성취도를 측정하고 설문조사를 통해 디스크 스케줄링 시뮬레이터가 운영체제 교과목에 대한 흥미를 유발하고 강의 내용에 대한 이해도를 향상시키는 교육용 도구로 유용함을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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• pp.676-678
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• 2002

In this work, we present the novel scheduling algorithm of the multimedia data retrieval for the mobile disk drive. Our algorithm is focused on minimizing the power consumption involved in data retrieval from the local disk drive. The prime commodity in mobile devices is the electricity. Strict restriction on power consumption requirement of the mobile device put unique demand in designing of its hardware and software components. State of the art disk based storage subsystem becomes small enough to be embedded in handhold devices. It delivers abundant storage capacity and portability. However, it is never be trivial to integrate small hard disk or optical disk drive in handhold devices due to its excessive power consumption. Our algorithm ARM in this article generates the optimal schedule of retrieving data blocks from the mobile disk drive while guaranteeing continuous playback of multimedia data.

• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권5호
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• pp.355-364
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• 2005

컴퓨터 성능 및 네트워크 기술의 발전으로 웹 상에서 연속매체(Continuous Media: CM)의 온라인 스트리밍(streaming) 서비스가 일반화 되었다. 이런 서비스를 위해서는 다양한 종류의 CM 스트림을 효과적으로 처리할 수 있어야 하며 이를 위해 Sweep 기법이 연구되었다. 이 기법은 끊김현상 없이 스트리밍 서비스를 할 수 있고 탐색지연 시간을 최적화 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 서비스 하고 있는 스트림의 스케줄링 주기를 사이클이라고 하는 단일한 크기로 맞춰야 하기 때문에 스케줄링의 유연성이 떨어지며, 이로 인해 발생하는 디스크 대역폭의 낭비가 매우 커질 수 있다는 문제를 가지고 있다. 논문에서는 이런 문제점을 해결하기 위해 CM 스트림의 스케줄링 주기를 동적으로 확장할 수 있는 기법을 연구하며, 이 기법에 적합한 새로운 승인제어 방식을 이용하여 끊김현상을 막는다. 논문에서는 제안된 기법의 성능상의 우수성을 보이기 위해 모의실험이 수행되었으며, 모의실험 결과를 통해 제안된 동적 Sweep 기법이 디스크 이용효율과 스케줄링 유연성의 측면에서 기존 Sweep 기법에 비해 우수한 특성이 있음을 알 수 있다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권7호
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• pp.547-554
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• 2004

연속매체(Continuous Media : CM)와 같은 데이터를 온라인으로 상영해야 하는 멀티미디어 시스템에서는 연속매체의 시간제약성을 만족시켜 줄 수 있는 실시간 디스크 스케줄링 기법이 요구되며 이를 통해 상영중인 CM 스트림(stream)의 끊김현상(hiccup)을 막을 수 있다. 이런 디스크 스케줄링을 위해 주기성을 가지는 프리팻칭(prefetching) 기법이 널리 쓰이고 있으며, 이는 연속매체가 상당기간 동안 계속 상영된다는 특성에 기반한 것이다. 본 논문에서도 효과적인 디스크 프리팻칭을 위해, 정시도착채널이란 실시간 디스크 채널을 이용한 스케줄링 기법을 제안한다. 이런 디스크 채널의 생성을 위해 bulk-SCAN 기법이 사용되며 유연한 채널 할당을 위해 실시간 알고리즘인 EDF(earliest-deadline-first) 알고리즘이 이용된다. 제안한 기법은 기존 방법에서와 같이 끊김현상 없는 상영을 제공함은 물론이고, I/O 처리율과 서비스 응답시간 면에서 우수성을 가진다. 논문에서는 이런 성능상의 장점을 시뮬레이션을 통해 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권4호
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• pp.242-255
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• 2006

최근에, 휴대용 컴퓨터와 모바일 장치(Smart Phone, PDA, MP3 Player 등)의 보급 증가로 인하여 모바일 환경에서의 전력 관리 기술의 필요성은 매우 증가하고 있다. 왜냐하면, 전력 관리 기술은 모바일 장치에서 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문이다. 한편, 하드 디스크는 가격에 비하여 용량이 크고 속도가 빠르며 최근에는 모바일 장치에서 사용하기에 충분하게 작게 만들 수도 있으므로 모바일 기기에 사용하기 적당하나, 모바일 장치에 사용하기에는 소모 전력이 너무 크다는 단점이 있다. 이러한 이유들로 인하여 본 논문에서는 디스크에 저장된 연속적인 멀티미디어 자료를 실시간으로 재생하는데 소모되는 전력을 최소화하기 위한 방법을 제안하고 평가하였다. 모바일 장치에서 소모되는 전력을 엄격히 제한하는 것은 모바일 장치들의 하드웨어와 소프트웨어 디자인에 지대한 영향을 준다. 실시간 멀티미디어 재생이 기존의 텍스트 서비스와 다른 점은 디스크가 저장된 데이타 블록을 연속적으로 공급한다는 것이다. 이것은 디스크 드라이브가 멀티미디어 데이타 전체를 재생할 동안 활성화 상태를 유지해야 하게 하므로, 전력 관리 측면에서는 매우 큰 부담으로 작용한다. 전형적인 모바일 디스크 드라이브의 전력 관리 기능은 디스크가 대기 상태에 있을 때의 과도한 입출력 요청으로 인하여 멀티미디어 재생의 품질 측면에서는 부정적인 영향을 준다. 따라서, 본 논문에서는 디스크 드라이브의 전력 소모 형태를 세밀히 분석하고, 저장된 멀티미디어 데이타를 보다 효율적으로 전력을 덜 사용해 재생할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 이 알고리즘은 읽어야 할 데이타 블록의 수와 활성화/대기 상태의 길이를 계산한다. 이로써 본 논문에서 제안한 알고리즘은 모바일 디스크 드라이브에 저장된 데이타 블록의 연속적인 재생을 보장하는 최적의 스케줄링을 한다. 기존에 공개된 MPEG 재생기에 본 알고리즘을 적용한 멀티미디어 재생기를 만들었다. 이 재생기는 전체 재생동안 활성화 상태를 유지하는 경우와 비교하여 60%의 전력 소모량을 절약하였고, 전력 관리 모듈이 있는 디스크 드라이브에서 재생할 경우에 기존외 재생기와 비교하여 38%의 전력 소모량을 절약하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권2호
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• pp.49-56
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• 2007

MEMS 기반 저장장치는 높은 대역폭과 저전력성, 고집적도, 저가 등의 특성으로 인해 모바일 기기에서 대용량 서버 시스템에 이르는 다양한 환경에서 사용가능한 차세대 저장장치이다. MEMS 기반 저장장치는 원판이 회전하는 하드디스크와 달리 매체가 사각형 구조로 되어 있으며 하나의 매체에 동시에 읽고 쓸 수 있는 수천 개의 헤드가 존재한다. 본 논문에서는 이와 같은 MEMS 기반 저장장치의 물리적 특성에 적합한 새로운 입출력 요청 스케줄링 기법을 제안한다. 새롭게 제안한 알고리즘은 사각형 평면상에서의 헤드의 탐색 시간뿐 아니라 수천 개의 헤드에 의한 병렬적인 입출력을 고려한다. 또한, 기아 현상(starvation)을 극복하기 위해 알고리즘에 노화 요소(aging factor)를 반영한다. 트레이스 기반 모의 실험을 통해 본 논문이 제안한 스케줄링 알고리즘이 기존의 대표적인 알고리즘인 SPTF(Shortest Positioning Time First) 알고리즘에 비해 평균 응답 시간과 응답 시간의 편차 측면에서 각각 39.2%와 62.4%가 향상됨을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권10호
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• pp.550-560
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• 2002

병렬 외부정렬을 클러스터형 분산 컴퓨터에서 실행하는 경우에는 순수하게 주메모리에서 부분적인 정렬과 머지를 위해 실행되는 과정(순수 계산)뿐만 아니라 디스크로부터의 입출력 과정 및 각 노드들간의 데이타 교환에 따르는 통신과정을 적절히 배치, 설계함이 필요하다. 그 주된 이유는 전체 수행시간이 순수 계산시판보다는 디스크 입출력에 소요되는 시간 및 통신의 소요시간의 비중이 크기 때문이다. 본 연구에서는 저속 네트웍 PC 클러스터를 계산도구로 하여 단위시간당 정렬 자료규모를 최대화함을 목표로 하여, 알고리즘적인 최적화를 통해서, 즉, 정렬 도중 통신과정에서 발생하는 지체시간을 최소화하여 전체적인 통신 성능을 높이고, 디스크 입출력 작업은 전송 규모와 횟수를 조절하여 계산과 통신작업등과의 중첩정도를 극대화시켜 외부정렬의 성능을 개선하였다. 실험 결과 새 알고리즘이 기존의 NOW-sort 알고리즘[1]에 비해서 동일한 PC 클러스터 경에서 최대 45% 정도까지 실행시간을 단축시킬 수 있고, 확장성 면에 있어서도 더 우수한 것을 확인하였다.