본 논문은 객체지향 패러다임에 입각한 데이터베이스 시스템의 기본적인 개념과 필요 요건을 제시하고 이에 부응하는 객체지향 데이터베이스 시스템의 개괄적 설계를 보인다. 이 시스텀은 C++에 기초하여 크게 세개의 개층으로 구성 된다. 최하층은 저장시스템(storage system)으로 화일 입출력을 수행하고 중간층은 트랜잭션 관리, 시크마관리, 주기억장치에서의 버퍼관리 등 사용자 인터페이스를 제외한 여러 기능을 담당한다.최상위층은 사용자인터페이스를 위하여 설계되어 그래픽 사용자 인터페이스 (graphical user interface), 전처리기(prepro-cessor), 인터프리터 등 여러관련 기능을 제공할 뿐만 아니라 객체지향의 여러 특성을 위해 확정된 SQL을 지원하하도록 한다.
휴대용 저장장치로 각광 받고 있는 NAND 플래시 메모리의 용량이 커지면서 기존의 파일시스템과 플래시 메모리 컨트롤러 간의 중간 매개체 역할을 해주는 FTL(Flash Translation Layer)의 주소 변환 및 수명 관리 기법이 점차 중요해지고 있다. 본 논문에서는 연속적인 논리 주소 요청이 물리 주소가 인접한 경우의 값을 기록하는 연속성 카운터를 제안하여 주소 변환 횟수를 감소 시켰으며 이와 함께 자주 쓰이는 주소의 페이지들을 미리 주 메모리에 선반입하여 플래시 메모리의 입출력 성능을 향상시켰다. 또한 쓰기 빈도가 높은 주소를 예측하고 잦은 쓰기를 방지하기 위해 2비트 쓰기 예측과 비동기 쓰기 기법을 제시하여 쓰기 성능과 플래시 메모리의 수명을 향상 시켰다. 실험 결과 본 논문에서 제안하는 CFTL(Clustered Flash Translation Layer)이 기존 FTL들보다 주소 변환 성능이 최대 20%, 쓰기 시간을 최대 50% 이상 감소시켰다.
EXT3NS 파일 시스템은 Network-Storage Card(NS 카드)라는 전용 하드웨어를 기반으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서버를 위한 파일 시스템이다. EXT3NS는 NS 카드 상의 PCI memory(PMEM)를 이용, 스트리밍 시 디스크에 있는 데이터를 메인 메모리를 거치지 않고 바로 네트워크 카드로 내보냄으로써 스트리밍 서버의 성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 NS 카드에 있는 PMEM을 기반으로 한 버퍼 캐시를 추가 설계, 구현하고, 이 버퍼 캐시가 EXT3NS 파일 시스템을 채용한 서버의 멀티미디어 스트리밍의 성능을 개선시킬 수 있음을 보인다. 또한, 제안된 버퍼 캐시 상에서 다수의 동시 사용자를 지원하는 멀티 미디어 스트리 밍 서버를 위한 버퍼 캐시 교체 정책인 Old New Section(ONS) 교체 기법을 제안한다. 제안된 OSN 교체 기법은 멀티미디어 스트리밍 환경에서 기존의 교체 정책들 보다 좋은 성능을 보인다. 성능 평가 결과, 다시 읽기동작과 무작위 읽기 동작에서 기존의 EXT3NS 파일 시스템 보다 PMEM에 캐시를 사용한 EXT3NS가 각각 평균 33MB/sec, 2.4MB/sec의 성능이 향상 되었다. 또한, 다시 읽기 동작의 경우 기존의 Least Frequently Used(LFU) 교체 정 책을 사용한 경우보다 ONS 교체 정책을 사용한 경우가 약 600KB/sec의 성능 증가를 보인다. 이러한 결과는 동시에 여러명의 사용자 요구를 처리해야 하는 대용량 멀티 미디어 스트리밍 서버에서 보다 효과적인 읽기 동작을 처리할 수 있음을 나타낸다.
주기억장치 DBMS(MMDBMS)는 디스크가 아닌 주기억장치를 주요 저장 매체로서 사용하므로 고속의 처리를 요구하는 다양한 데이터베이스 응용을 효과적으로 지원한다. 본 논문에서는 차세대 MMDBMS Tachyon의 인덱스 관리자 개발에 관하여 논의한다. 최근 하드웨어의 급격한 발전으로 인하여 주기억장치 액세스 속도와 CPU의 처리 속도의 차는 점점 커지고 있다. 따라서 CPU 내에 있는 캐쉬(cache)의 존재를 충분히 활용하는 자료 구조 및 알고리즘을 고안함으로써 MMDBMS의 성능을 크게 개선시킬 수 있다. 본 논문에서는 Tachyon를 위한 캐쉬-인지 인덱스 관리자의 개발 중에 경험한 실질적인 구현 이슈들을 언급하고, 이들에 대한 해결 방안을 제시한다. 본 논문에서 다루는 주요 이슈들은 (1) 캐쉬(cache)의 효과적인 사용, (2)인덱스 엔트리 및 인덱스 노드의 집약적 표현(compact representation). (3) 가변 길이 키(variable-length key)의 지원, (4) 다중 애트리뷰트 키(multiple-attribute key)의 지원, (5) 중복키(duplicated key)의 지원. (6) 인덱스를 위한 시스템 카탈로그의 정의. (7) 외부 API(application programming interface)의 정의. (8) 효과적인 동시성 제어 방안. (9) 효율적인 백업 및 회복 방안 등이다. 또한, 다양한 실험을 통한 성능 분석을 통하여 제안된 인덱스 관리자의 우수성을 규명한다.
In multi-level storage system with snapshot data, some snapshots which are from selection portions of the base tables are kept in main memory. So how to efficiently refresh snapshots in response to changes on their base tables for preserving consistency which requires snapshots reflect the current state of the base tables referenced by the snapshot query is a very import research issue. In this paper, a method for efficiently refreshing snapshots is proposed. In this method, it uses a data structure to store metadata which contains some necessary information of every snapshot and an updating log that records the history of changes on its base tables. Synchronization process scans the metadata and refreshing process is executed using appropriate logs after it finds anyone of the snapshot need to be refreshed.
최근에 인터넷의 급속한 발전과 더불어 대량의 정보를 효과적으로 표현 및 교환할 수 있는 새로운 데이터 표준으로 XML (extensible Markup Language)이 제안되었으며, XML 문서에 대한 저장과 인덱싱에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 실시간 XML 문서 처리에 효율적인 주기억장치 기반의 XML 전용 저장 시스템을 설계하고, 사용자 질의에 포함된 엘리먼트 타입 정보를 이용하여 XML 문서트리에 대한 순회를 최소화시킬 수 있는 구조적 검색 기법을 설계한다 또한, 엘리먼트의 삭제 및 삽입 등 동적인 변경에 빠르고 유연하게 대처할 수 있는 인덱스 구조와, 링크 정보를 가지고 있는 XML 문서의 질의 처리를 위해 XLink 표준을 준수하여 테이블 형식의 링크 정보 인덱스 구조를 설계한다.
Dominguez, Eduardo Lopez;Hernandez, Saul Eduardo Pomares;Gil, Pilar Gomez;Calleja, Jorge De La;Benitez, Antonio;Marin-Hernandez, Antonio
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제6권6호
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pp.1689-1706
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2012
The preservation of temporal dependencies among a group of processes that exchange continuous media at runtime is a key issue for emerging mobile distributed systems (MDS), such as monitoring of biosignals and interactive multiuser games. Although several works are oriented to satisfy temporal dependencies, most of them are not suitable for MDSs. In general, an MDS is characterized by the absence of global references (e.g. shared memory and wall clock), host mobility, limited processing and storage capabilities in mobile hosts, and limited bandwidth on wireless communication channels. This paper proposes an asymmetric synchronization protocol to be used at runtime in an MDS without using a common reference. One main aspect of our synchronization protocol is that it translates temporal constraints to causal dependencies of the continuous media data as seen by the mobile hosts. We simulate the protocol by considering a cellular network environment and by using MPEG-4 encoders. The simulation results show that our protocol is effective in reducing the synchronization error. In addition, the protocol is efficient in terms of processing and storage costs at the mobile devices, as well as in the overhead attached per message across the wired and wireless channels.
Xmas(eXtensibla MAin memory Storage system)는 데이터의 지속성, 트랜잭션 스케쥴링, 동시성 제어, 회복 관리 등의 기능을 지원하는 주메모리 저장시스템이다. 최근 지리 정보 관리, CAD/CAM, 멀티미디어 등과 같은 새로운 데이터베이스 응용 분야가 증가하고 있다. 이런 응용분야들에서는 단순한 정수형, 실수형, 문자형 데이터 뿐만 아니라, 복잡한 다차원 공간 데이터를 빠르고 효율적으로 처리하는 것이 필요하다. 이런 공간 데이터는 그 크기가 가변적이어서 데이터베이스에서 이를 효율적으로 처리하기 위해서는 가변 길이 필드를 지원해야 한다. 본 논문에서는 Xmas의 고정 길이 필드 저장 구조를 활용하여 Xmas에서 가변 길이 필드를 지원하는 방법을 제안한다. 가변 길이 데이터를 고정 길이의 단위로 여럿으로 분할하여 Xmas의 고정 길이필드 저장 구조를 활용하여 저장함으로써, Xmas를 크게 변화시키지 않고 가변 길이 필드를 쉽게 지원할 수 있다. 또한, 가변 길이 필드에 대한 관리를 위해 스키마에 추가되는 정보에 대해 기술한다.
이동 단말기 관리, 무인 항공 제어 시스템 둥의 시스템에서는 검색 대상의 정보(위치, 여러 가지 상태등)가 시시각각으로 빠르게 변화하므로 현재의 상태를 정확히 파악하기 위하여 많은 양의 자료 검색, 변경 요청이 빈번히 발생한다. 이와 같은 시스템에서의 상태 정보 검색은 자료의 효용성이 사라지기 전에 이루어져야 하므로 디스크 I/O가 많은 디스크 상주형 데이터베이스로는 한계점을 안고 있다. 또한 빠른 검색을 지원할 수 있는 주기억장치 상주형 데이터베이스로는 다량의 데이터를 저장해야 하는 어려움을 안고 있다. 본 논문에서는 위와 같은 실시간 검색 기능과 대용량 자료 저장의 2가지 요구 사항을 만족시키기 위한 내장형 주기억장치 저장 시스템을 개발하였다.
주 기억 장치인 메모리의 전송 속도와 프로세서의 처리 성능 향상에 비해 보조 기억 장치의 속도 향상은 매우 느리다. 응용프로그램의 실행을 위해서는 보조 저장 장치에서 메모리로의 적재 과정을 거쳐야 하며 이 구간에서 병목현상이 발생한다. 본 논문은 응용 프로그램의 초기 적재 시간의 감소를 위하여 실행 가능한 압축 기법을 구현하고 이의 성능 향상 정도를 실험하였다. 이를 위해서 퍼스널 컴퓨터 상에서 실행하는 실행 바이너리 파일 압축기와 임베디드 환경에서 실행되는 압축 해제기를 각각 구현하였다. 파일의 크기가 다른 6개의 테스트 바이너리 파일을 이용하여 실험한 결과 파일의 크기가 작아 성능이 감소한 경우를 제외하고 평균 약 29%의 프로그램 초기 실행 시간이 감소되었다. 각 파일의 특성에 따라 압축률이 다르고 성능 향상 정도가 다르기 때문에 해당 파일의 특성에 최적화된 압축 알고리즘의 적용이 필요할 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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