협업 컴퓨팅 환경은 컴퓨팅, 네트워크 자원을 통하여 연구자들간의 협력을 하는 일련의 작업 과정을 의미한다. 사람이 포함되어 있는 복잡한 연구환경에서 워크플로우 기반의 작업 수행은 협업환경을 위해 유용하게 사용된다. 하지만 자원의 예기치 못한 자원의 성능 저하는 전체 워크플로우의 성능을 저하시키게 된다. 본 논문에서는 워크플로우 자원 스케줄링에 있어서 최초에 결정되어 할당된 자원을 재배치 시키는 재구성 기법을 통하여 워크플로우 응용의 성능 저하를 개선하고자 한다.
e-Science 서비스 통합 워크벤치는 IT를 기반으로 하는 계산 및 공학 연구자의 연구 활동을 반자동화함로써, 데이터 공유를 통한 협업 연구를 가능하게 하는 핵심 도구이다. 워크벤치는 연구자가 필요로 하는 서비스 -웹 서비스 또는 그리드 서비스로 포장된 응용코드- 를 언제든지 찾고, 등록하고, 구성하고, 실행할 수 있는 환경을 구축함으로써 이러한 연구자들의 연구 플로우를 지원한다. 즉 연구자들은 워크벤치를 통해 그들의 연구 플로우를 구성하여, 그리드나 수퍼컴퓨팅과 같은 계산 자원에 자신들이 실행하기 원하는 작업을 제출하거나 실험을 요청함으로써, 최종 결과를 돌려받거나 공유할 수 있게 된다. 본 논문은 그리드 미들웨어의 서비스를 지원하기 위한 워크벤치의 구현 아키텍처를 제안한다.
본 논문은 과학적 탐구학습을 지원하는 비쥬얼 가상환경 저작도구 DEVISE(Drawing Environment for VR-based Inquiry-learning Science Education)에 대해서 설명한다. DEVISE는 프로그래밍 전문지식이 없는 일반인들이 2차원 Drawing 인터페이스를 사용하여 3차원 개체와 변인데이터 설정을 함으로써 탐구학습을 위한 가상현실 콘텐츠를 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 도와준다. 본 논문에서는 먼저 가상현실 저작도구들과 탐구학습 가상환경 관련 저작 도구에 관한 연구들과 탐구학습을 위한 가상환경 통합 시스템인 SASILE를 살펴보고 SASILE의 문제점을 지적한다. 그리고 DEVISE 구성요소와 DEVISE 도구를 사용한 작업 흐름 (Workflow)에 대해서 설명하고,탐구학습 가상현실 콘텐츠를 개발하는 사용자평가실험 관찰결과에 대해서 논한다.
화산재해 피해 예측 시스템은 기상과 화산분화 시뮬레이션 결과를 기반으로 화산재해대응을 위한 판단을 도와주는 시스템이다. 이 시스템에서 Fall3D라는 프로그램은 기상정보를 바탕으로 화산분화 이후 화산재의 확산예측결과를 생성하고 기상정보를 생성하기 위해 WRF라는 기상수치예보모델을 사용한다. 두 시뮬레이션의 프로그램을 수정하지 않고, 전체 실행시간을 줄이기 위해서는 WRF의 기상예측모델의 시간별 부분결과가 발생할 때마다 Fall3D를 부분수행 할 수 있도록 하는 파이프라이닝 방식을 생각할 수 있다. 이를 위해서 Fall3D와 같은 후속계산은 선행계산의 부분결과가 생성될 때까지 일시정지하고, 계산에 필요한 정보가 발생하면 재개할 수 있어야한다. 비록 Fall3D가 이런 일시정지와 재개기능을 가지고 있지는 않지만 그 이전 계산을 이어서 진행할 수 있는 재시작기능을 활용하여 파이프라이닝 효과를 낼 수 있다. 본 논문에서는 이러한 실행 형태를 제어할 수 있는 워크플로우를 제안한다.
대규모 HPC 과학 응용의 워크로드가 전체 실행시간 동안 다양하게 변화하는 자원 요구사항을 갖게 되면서 특정 시점에 갑자기 요구사항이 증가하는(bursty) 형태가 되고 있다. 그러나 이러한 응용 워크로드를 고려하지 않고, 최대 자원 요구사항만을 반영한 가상 자원의 오버-프로비저닝은 과학 응용의 성능을 보장하지만 다른 응용이 사용할 수 없는 유휴 자원을 늘리는 문제로 남아있다. 본 논문에서는 OS-level 가상화 환경에서 응용의 자원 사용 패턴에 대한 프로파일링 데이터를 기반으로 메모리 자원 재구성 기법을 제안한다. 이는 유휴 상태의 메모리 자원을 신속하게 풀어주어 새로운 응용이 자원을 사용하여 수행할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 경량화된 OS-level 가상화 시스템의 하나인 Docker에서 과학 워크플로우 응용을 이용하여 제안하는 알고리즘을 검증하였다. 실험을 통해 과학 응용을 실행하는 동안 컨테이너에 대한 메모리 할당 미세 조정이 전반적인 메모리 자원 활용을 향상시킬 수 있음을 보였다. 또한 응용의 메모리 사용 프로파일 데이터를 기반으로 하는 시뮬레이션 실험을 통해, 제안하는 동적 메모리 할당 기법을 사용하는 경우 대기 작업에 유휴상태의 메모리를 할당하여 전체 대기 작업의 수를 줄이고 시스템 작업 대기 시간이 줄어들었음을 보였다.
본 논문은 ICT 기술을 활용한 과학적 연구 적용사례를 분석하고, 데이터의 전송, 저장, 처리를 위한 ICT 기술의 적용모델을 소개하고자 한다. 과학을 다루는 많은 분야에서 플랫폼을 기반으로 분석SW들의 API 네트워킹을 통하여 분석모델들을 연계하여 결과치를 활용하는 방식으로 진화하고 있다. 이러한 API 네트워킹을 위한 ICT 기술들의 구축 모델을 분석하고자 한다.
차세대 유전체 해독 기술과 자동화 기술이 발전하면서 DNA 서열 분석 환경이 개선되고 있지만, 아직까지 제한된 컴퓨팅 리소스는 분석시간 단축의 장애요인으로 작용하고 있다. 대부분의 과학 워크플로우 시스템은 수 많은 기능들이 특정 시스템 환경에 맞추어 구현되어 있기 때문에 복잡하고 유동적이지 못하며, 이로 인해 기존 시스템의 컴포넌트들을 클라우드 환경의 새로운 시스템에 적용하기 어려운 한계를 지니고 있다. 본 연구에서는 대량의 DNA 데이터를 동시적으로 분석할 수 있는 가상 인스턴스 제공이 가능하며 시스템간의 상호 운용성을 개선시키기 위하여 웹 서비스, DBMS, 클라우드 컴퓨팅 기능을 지원하는 DNA 서열 분석용 미들웨어를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 지능형 미들웨어는 DBMS를 사용하여 파이프라인 정보를 관리하고, 클라우드 환경에서 경량의 가상 인스턴스를 제공하며, 상호운용성 개선을 위하여 단순 URI와 XML을 기반으로 한 RESTful 웹서비스 기능을 제공한다.
전통적으로 고에너지 물리, 해양, 기상, 천문 우주 등 다양한 과학 분야에서 수천 코어 이상의 CPU를 사용하는 대규모 워크플로우 지원을 요구하고 있으며 이를 위해 대부분 슈퍼컴퓨터와 같은 클러스터 기반의 대용량 시스템이 활용되고 있다. 이러한 시스템은 다수의 사용자 및 기관에 의해 공유되고 있으며, 사용자들의 다양한 요구 사항으로 인해 시스템 운영 및 관리에 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 가상화로 인한 성능 저하 문제를 최소화하고 사용자가 원하는 환경을 동적으로 제공하기 위해 컨테이너 기반 클러스터 관리 플랫폼 방안을 제시하고 구축 사례를 소개한다. 본 논문의 의의는 다음 3가지로 볼 수 있다. 먼저, 컨테이너 기반 가상화 기술과 스케줄러 기능을 연동하여 큰 성능 저하 없이 대규모의 과학워크플로우 지원을 위한 클러스터 구성 및 관리 방안을 제시하였다. 둘째, Docker 와 HTCondor를 활용하여 제시된 방안을 손쉽게 구축한 사례를 소개하였다. 셋째, 널리 활용되는 벤치마크 툴을 이용하여 Docker 성능을 검증하였으며, 다양한 프로그램 언어로 구현된 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 과학 워크플로우 지원 예제를 제시하였다.
Song Sunny;Lucas Anne;D'Andrade Petula;Visitacion Marc;Tangvoranuntakul Pam;FulmerSmentek Stephanie
한국생물정보학회:학술대회논문집
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한국생물정보시스템생물학회 2006년도 Principles and Practice of Microarray for Biomedical Researchers
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pp.78-78
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2006
Gene expression analysis can be performed by one-color (intensity-based) or two-color (ratio-based) microarray platforms depending on the specific applications and needs of the researcher. The traditional two-color approach is well founded from a historical and scientific standpoint, and the one-color approach, when paired with high quality microarrays and a robust workflow, offers additional flexibility in experimental design. Two of the major requirements of any microarray platform are system reproducibility, which provides the means for high confidence experiments and accurate comparison across multiple samples; and high sensitivity, for the detection of significant gene expression changes, including small fold changes across multiple gene sets. Each of these requirements is fulfilled by the Agilent One-color Gene Expression Platform as illustrated by the data included in this study. As a result, researchers have the ability to take advantage of the enhanced performance and sensitivity of Agilent's 60-mer oligonucleotide microarrays, and experience the first commercial microarray platform compatible with both one- and two-color detection.
PURPOSE. The newest technologies for digital implant impression (DII) taking are developing rapidly and showing acceptable clinical results. However, scientific literature is lacking data from clinical studies about the accuracy of DII. The aim of this study was to compare digital and conventional dental implant impressions (CII) in a clinical environment. MATERIALS AND METHODS. Twenty-four fixed zirconia restorations supported by 2 implants were fabricated using conventional open-tray impression technique with splinted transfers (CII group) and scan with Trios 3 IOS (3Shape) (DII group). After multiple verification procedures, master models were scanned using laboratory scanner D800 (3Shape). 3D models from conventional and digital workflow were imported to reverse engineering software and superimposed with high resolution 3D CAD models of scan bodies. Distance between center points, angulation, rotation, vertical shift, and surface mismatch of the scan bodies were measured and compared between conventional and digital impressions. RESULTS. Statistically significant differences were found for: a) inter-implant distance, b) rotation, c) vertical shift, and d) surface mismatch differences, comparing DII and CII groups for mesial and distal implant scan bodies ($P{\leq}.05$). CONCLUSION. Recorded linear differences between digital and conventional impressions were of limited clinical significance with two implant-supported restorations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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