대용량 볼륨 데이타를 가시화하는 효과적인 방법인 후-정열 병렬 렌더링은 부하균형에 의해 성능이 결정된다. 기존의 정적 데이타 분할 방법은 태스크 병렬성만의 관점에서는 자기균형을 쉽게 얻을 수 있었지만, 데이타 내부의 빈 공간을 고려하지 않았기 때문에 데이타 병렬성의 관점에서는 심각한 불균형을 초래할 수 있었다. 본 논문은 태스크 병렬성과 데이타 병렬성이 함께 고려된, 적응적이며 확장적인 부하 균형 기법을 제안한다. 우리는 계층적 자료 구조인 옥트리와 BSP-트리를 효과적으로 결합하여 볼륨 데이타의 실제 영역만을 추출하여 렌더링 노드들로 균등하게 분산시켰으며, 각 렌더링 노드들에서는 3차원 클러스터링 알고리즘을 적용하여 렌더링 순서를 효과적으로 결정하였다. 제안하는 방법은 기존의 정적 데이타 분산 기법에 비해 최대 22배의 병렬성을 높였고 동기화 비용을 낮추어 렌더링 성능을 크게 향상시켰음을 실험을 통해 알 수 있었다.

본 논문에서는, 소규모 시뮬레이션을 통하여 수집된 표본에 통계적인 추정방법을 적용하여 모델을 구하는 경험적 모델링 기법을 제안한다. 이 기법을 이용하여 대칭형 구조를 갖는 다중프로세서 시스템에서의 캐시접근실패율을 위한 두 종류의 모델을 구하였다. 목표시스템의 사양이 고정되었을 때 입력데이타의 크기변화에 따르는 모델과, 입력데이타의 크기가 고정되었을 때 목표시스템의 프로세서 수의 변화에 따르는 모델이다. 모델의 정확성을 제고하기 위하여 한 프로그램에 존재하는 공유데이타들에 대하여 종류별 캐시접근실패에 대한 개별적인 모델들을 구한 후 이들을 종합함으로써 최종적인 모델을 구하였다. 또한 최소 제곱 추정법과 로버스트 추정법을 병용하여 이탈점으로 인한 왜곡을 최소화함으로써 모델의 정확도를 향상시켰다. 경험적 모델링은 표본에 대한 분석이 필요 없으면서도 모델의 정확도가 매우 높다. 또한 소규모의 시뮬레이션만 수행하면 되고, 실험을 통하여 일련의 표본을 수집할 수만 있으면 모든 분야의 연구에 적용할 수 있다. 경험적 모델을 이용한 24가지 경우의 예측시도 중 17번의 경우에는 $1\%$ 미만의 예측오차율을 보였으며, 나머지 경우에도 매우 높은 정확도를 보였다. 특히 프로그램의 실행양식이 불규칙하거나, 표본의 수가 충분하기에는 부족한 경우에도 좋은 결과를 보여준다.

MPI 체크포인터는 MPI 응용 프로그램에 체크포인팅을 통해 결함내성을 제공하는 툴이다. 네트워크의 개방성이 확대되고 GRID에 대한 활용이 증가함에 따라 MPI 체크포인터가 다양한 플랫폼과 MPI 구현들로 쉽게 이식되어야 한다는 요구가 커지고 있다. 기존의 MPI 체크포인터들은 자동 체크포인팅과 복구 기능에 초점을 맞추었고 이식성에 대한 고려가 없었기 때문에, 다른 플랫폼과 MPI 구현들로 이식되기 어려웠다. 본 논문에서는 사용자기반 MPI 체크포인터인 STFT를 개발하면서 이식성을 위해 고려하였던 설계 및 구현 이슈들에 대해 설명한다. STFT는 MPI 체크포인터의 이식성을 위해 첫째로 단일 프로세스 체크포인터들에 대한 추상화 인터페이스를 제시한다. 둘째로 사용자기반 체크포인팅 방법에서 사용자가 체크포인팅할 수 있는 지점을 제한하여 메시지 체크포인팅을 회피한다. 셋째로 네트워크 연결을 재생성하기 위해 MPI_Init가 다른 랭크를 가진 프로세스들과 항상 고정된 순서대로 연결을 생성하도록 강제한다. 이를 통해 STFT는 다양한 플랫폼과 MPI 구현들로 쉽게 이식 가능할 것으로 기대되며, 우리는 프로토타입의 구현을 통해서 STFT가 LAM과 MPICH/P4의 두 MPI 구현들로 쉽게 이식 가능함으로 확인하였다.

본 논문에서는 동시공학적 생산개념을 부재 생산자동화에 적용시킨 웹 기반의 통합 네스팅 시스템을 제안한다. 일반적으로 판재 부재 생산 공정은 정해진 순서에 따라 순차적으로 진행된다. 그러나 본 논문에서는 이들 공정들의 특성을 분석하여 클라이언트/서버 환경에서 운용될 수 있도록 분산 설계하였다. 그리고 판재 부재 생산에 필요한 부재 CAD, 네스팅, 부재 CAM, NC포스트프로세서 기능들을 웹 환경에서 다수의 작업자가 시스템에서 일괄 처리할 수 있도록 구현하였다. 개발된 시스템은 기존의 상용시스템에 비해 생산 자동화의 통합작업 환경을 제공할 수 있고, 작업자간의 공동작업이 가능하며, 작업대기 시간을 단축할 수 있음을 입증하였다. 본 논문은 부재생산 자동화분야에 컴퓨터 시스템 기술들을 접목함으로서 공장자동화의 효율성과 생산성 향상에 기여할 수 있음을 증명하였다.

크로스워드 퍼즐은 세계적으로 널리 인기가 있는 게임 중의 하나로 주어진 힌트에 적합한 단어를 끼워 넣어 바둑판 모양의 퍼즐 판을 채워 넣는 게임이다. 컴퓨터의 기술이 발달하면서 크로스워드 퍼즐 문제를 자동으로 생성하고 해결하는 프로그램을 만들어보려 하였고, 그 결과 상용화된 프로그램들도 등장을 하였다. 그러나 이런 상용 프로그램들 대부분이 고정된 퍼즐 판의 모양에서 이미 만들어져 있는 문제들을 맞추어나가는 형식을 취하고 있는 것들이다. 왜냐하면, 가로세로 일정한 크기 내에서 나올 수 있는 퍼즐 판의 모양에 맞춘 단어들의 집합을 찾는다는 것은 매우 어려운 문제이기 때문이다. 특히 이런 프로그램들은 영어나 불어 같은 언어들에 국한된 것이고, 아직까지 한글을 기반으로 한 크로스워드 퍼즐 자동 생성 프로그램은 상용화되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 한글을 기반으로 하는 크로스워드 퍼즐문제 자동 생성 프로그램을 만들기 위해 어떤 점들이 고려되어야 하는지를 살펴보고 크로스워드 퍼즐 문제를 자동으로 생성해주는 시스템, Korizzle을 설계하였다. 이 시스템에 이용된 알고리즘과 Korizzie을 간단히 소개하고 몇 가지 사항들에 대한 성능 평가를 해보고자 한다.

현대 통신 분야에서 많이 응용되고 있는 유한 필드상의 중요한 연산근 곱셈과 지수승 연산 등이 있다. 유한 필드에서 지수 연산은 이진 방법을 이용하여 곱셈과 제곱을 반복함으로서 구현될 수 있다. 그래서 이러한 연산들을 위한 빠른 알고리즘과 효율적인 하드웨어 구조 개발이 중요하다. 본 논문에서는 GF($2^m$)상의 MSB-우선 곱셈 연산을 위한 효율적인 비트-시리얼 시스톨릭 곱셈기를 구현하였다. 제안된 곱셈기는 지수 연산기의 핵심 회로로 사용될 수 있으며 기존의 곱셈기들과 비교하여 보다 적은 입력-단자의 수와 공간-시간 복잡도를 가진다. 그리고 제안된 구조는 정규성과 모듈성, 단 방향 자료 흐름을 가지기 때문에 VLSI 칩과 같은 하드웨어로 보다 쉽게 구현할 수 있다.

웹서버가 클라이언트들의 요청을 처리하는 방법은 요청된 문서의 크기를 고려한 스케줄링 기법과 요청된 문서의 크기를 고려하지 않는 스케줄링 기법으로 구분할 수 있다. 웹 문서의 크기를 고려한 스케줄링 기법은 크기를 고려하지 않은 스케줄링 기법 보다 평균 응답시간이 우수하다. 크기기반의 스케줄링 기법인 SRPT(Shortest Remaining Processing Time first)는 웹 문서의 크기를 고려한 대표적인 스케줄링 기법으로 대부분의 연구들이 SRPT 스케줄링 기법을 기반으로 하고 있다. 그러나, 기존 연구들 대부분은 HTTP/1.0 기반으로 클라이언트들이 각각의 커넥션을 통해 HTML 문서에 포함된 다수의 문서들을 동시에 요청할 수 있는 HTTP/1.1 프로토콜의 특성을 고려하지 않았다. 본 논문은 HTTP/1.1 프로토콜을 기반에서 스케줄링 윈도우를 사용하여 커넥션의 전체 응답시간을 향상시키는 커넥션 스케줄링 기법을 제시하고, 성능분석을 통해 제안한 커넥션 스케줄링 기법의 커넥션 응답시간이 SRPT를 이용한 커넥션스케줄링보다 $10\%$ 정도 향상됨을 보인다.

지능형 디스크는 이전에 호스트 프로세서에서 수행되던 입출력 관련 연산 작업을 디스크 상에서 수행함으로써 전체적인 입출력 성능을 향상시킬 수 있다. 하지만, 현 시점에서 입출력 시스템이 가지는 한계와 하위 호환성 문제로 인하여 지능형 디스크를 직접적으로 현실화시키기는 어려워 보인다. 본 논문에서는 기존의 입출력 시스템과 하위 호환성을 유지할 수 있도록 물리적인 섹터 정보만을 이용하여 멀티미디어 부하를 판별하고 이를 기반으로 디스크의 동작을 멀티미디어 재생에 동적으로 최적화시키는 방법을 제안한다. 다양한 입출력 부하로부터 멀티미디어 부하를 지능적으로 분류하기 위해 기계 학습 분야에서 사용되고 있는 부스팅 알고리즘을 사용하였다 부스팅 알고리즘을 통해 구축된 최종 학습기를 이용하여 최근에 발생한 입출력 부하가 멀티미디어 부하라면, 디스크는 보다 많은 섹터를 미리 읽음으로써 멀티미디어 부하에 대한 디스크 활용율을 극대화한다. 이러한 지능형 입출력 서브 시스템을 차후에 멀티미디어 기기에 탑재되는 디스크 드라이브의 내부에 존재시킴으로써 호스트에 부가되는 부하없이 멀티미디어 데이타 재생에 대해 보다 효율적으로 디스크를 구동시킬 수 있다. 또한, 이러한 결과로 저자원 모바일 기기에서 보다 고화질의 멀티미디어를 재생할 수 있게 된다.

본 논문에서 제안하는 기법은 기존의 첨단 배치기인 Kraftwerk (& KraftwerkNC)와 Mongrel을 개선 확장한 것으로써, 광역배치에서 셀 중첩을 효과적으로 해결하는 Mongrel의 ripple move 기법과 force directed 광역배치기인 KraftwerkNC의 강력한 성능을 결합한 것이다. 제안한 기법에서는 Mongrel의 ripple move를 최적화하기 위해 Kraftwerk에서 사용한 힘 분산(force spreading)기법을 이용한다. 셀 밀집을 개선시키고, 배선길이를 최적화하는 과정에서 타이밍을 위해 넷 제약조건들이 고려된다. 제안된 기법을 통해 얻은 실험 결과는 배선길이 뿐만 아니라 타이밍에서 향상된 결과를 보여준다.

하이퍼큐브의 정규적이며 계층적인 구조적 특성을 갖고 있기 때문에 진단 알고리즘 개발에 효율적으로 적용될 수 있다. Kranakis와 Pelc[1]은 HADA/IHADA와 적응적 큐브분할 방법과는 다르게 결함을 모두 포함할 수 있는 최소의 RGC-링으로 임베딩 하여 진단을 수행하는 HYP-DIAG 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서는 HYP-DIAG의 첫 번째 단계에서 얻어진 RGC-링들의 신드롬을 분석함으로서 테스트 라운드를 줄일 수 있는 새로운 알고리즘을 제안하고 이를 분석하였다.

양자간 암호학 프로토콜 디자인에서 잘 고려되지 않는 사항 중에 동시 메시지 전송이 있다. 즉, 듀플렉스(duplex) 채널을 사용해서 통신하는 두 파티는 동시에 메시지를 보낼 수 있다. 하지만 대부분의 양자간 키 교환 프로토콜은 두 파티가 교대로 메시지를 보내는 하프 듀플렉스(half-duplex) 채널을 가정해서 디자인되었다. 이 논문에서 우리는 듀플렉스 채널을 사용할 경우에 동시 메시지 전송을 사용해서 좀 더 효율적인 양자간 키 교환 프로토콜을 설계할 수 있음을 보인다 이 논문에서는 세 개의 안전성 증명 가능한 1-라운드 양자간 키 교환 프로토콜들을 제안한다. 첫 번째 프로토콜은 가장 효율적이며, 세션키 독립성(key independence)을 보장한다. 두 번째 프로토콜은 세션키 독립성과 더불어 전방위 안전성(forward secrecy)을 보장한다. 세 번째 프로토콜은 두 번째 프로토콜과 같은 안전성을 보장하지만, 표준모델(standard model)에서 안전성이 증명된다. 우리가 제안하는 프로토콜들은 최초의 안전성 증명이 가능하면서 전방위 안전성을 제공하는 1-라운드 양자간 키 교환 프로토콜이다.

가상환경에서의 실시간 캐릭터 애니메이션은 컴퓨터 게임 및 가상현실 분야에서 중요한 문제이다. 최근에는 캐릭터 애니메이션의 사실성을 높이기 위해 대규모 동작 캡쳐 데이타를 활용하고 있다. 그러나 거대하고 복잡한 가상환경을 만들기 위해서는 현실 환경에서 동작을 캡쳐하고 이를 넓은 가상환경에 적용해야하는 어려움이 따른다. 본 논문에서는 애니메이션 캐릭터가 몇 가지 빌딩 블록(building block)들로 건설된 넓은 가상공간에서 자유롭게 활동하게 하는 새로운 방법을 제안한다. 빌딩 블록들은 반복적인 형태로 배열되어 더 큰 환경을 생성할 수 있다. 이러한 각각의 블록들을 모션 패치(motion patch)라고 부른다. 모션 패치는 해당 블록 내부에서 캐릭터가 수행할 수 있는 동작들에 대한 정보를 가지고 있다. 본 논문은 다수의 캐릭터가 방대하고 복잡한 가상환경 속에서 실시간으로 애니메이션되고 제어되는 예제들을 통해 이 논문에서 제시하는 방법이 다양한 목적에 유용하게 사용될 수 있음을 보인다.

점묘화(stippling)는 펜과 잉크를 이용한 수많은 점들로 대상을 표현하는 예술 기법이다. 기존 비사실적 렌더링(Non-Photorealistic Rendering; NPR)에서 점묘화 연구들은 단색의 점들을 사용하여 그레이 영상이나 표면의 재질 등을 표현하였다. 본 논문에서는 2차원 영상의 컬러 정보를 해석하여 다양한 컬러의 점들로 표현하는 새로운 점묘화 기법이 제안된다. 제안된 방법은 입력 영상의 HSV 모델로부터 해석된 정보를 이용하여 컬러 가중치 함수(weight function)를 정의한다. 그리고 정의된 컬러 가중치 함수를 통해 점의 적절한 개수와 크기를 자동으로 계산한다 제안된 방법은 컬러 가중치가 적용된 펜로즈(Penrose) 샘플링을 사용하여 점을 분포하기 위해 소요되는 처리시간을 크게 단축하였다. 그리고 먼셀(Munsell)의 색상모델에 기반한 컬러 지터링(jittering)으로 실제 컬러 점묘화에 가까운 표현을 구현하였다 제안된 컬러 점묘화 기법은 처리속도가 매우 빠르고 다양한 컬러 점들로 영상을 표현하므로 애니메이션, 디지털 아트, 컴퓨터 그래픽 도구 등에 다양하게 활용될 수 있다.

일반적인 동영상 스트리밍 시스템은 좁은 시각영역을 갖는 동영상을 원격의 사용자에게 제공한다. 서버 측에 팬/틸트(pan/tilt) 카메라를 부착한 시스템은 클라이언트가 카메라의 방향을 조작할 수 있도록 함으로써 보다 넓은 시각영역을 제공할 수 있다. 하지만, 하드웨어 팬/틸트 카메라를 이용한 스트리밍 시스템은 다수의 사용자가 동시에 접속할 경우, 모든 사용자에게 각자가 원하는 시점에서의 영상을 제공할 수 없으며, 카메라 이동에 의한 지연이 발생한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 소프트웨어 팬/틸트 카메라를 구현하였으며, 이를 이용한 새로운 파노라마 동영상 스트리밍 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 넓은 시각영역을 가지는 파노라마 영상을 획득한 후, 각 사용자에게 원하는 부분영상을 제공함으로써 다수의 사용자에게 자유로운 시점 이동을 제공해 준다. 이때, 방대한 양의 파노라마 동영상을 원격의 사용자에게 전송하기 위해서는 효율적인 압축 방법이 요구된다. 본 논문에서는 전체 영상을 좁은 스트립 영상들로 분할하고, 클라이언트 측에서 원하는 시각영역에 해당하는 스트립 영상들만을 독립적으로 압축하는 적응성 스트립 압축 기법을 제안한다. 제안된 시스템은 적응성 스트립 압축 기법을 사용하여 파노라마 동영상을 압축, 전송함으로써 사용자의 시각영역 변화 및 새로운 사용자의 접속에 빠르게 대응할 수 있으며 클라이언트 전송 시 데이터 양을 효과적으로 감소시킬 수 있다.