컴퓨터시스템에서 메모리시스템은 계층적인 구조를 갖는다. 외부기억장치에 해당하는 디스크는 용량이 크고 가격이 저렴하지만 동작은 기계적인 특성에 기반을 두고 있어 주기억장치에 비하여 매우 느리고 디스크의 성능 향상도 매우 느리게 이루어지고 있지만 처리기는 반도체기술의 발전으로 속도향상이 매우 빠르게 이루어지고 있다. 따라서 저속의 디스크 입출력서브시스템은 컴퓨터시스템의 전체 성능에 병목(bottle neck)을 일으키고 있다. 컴퓨터시스템내의 디스크 입출력 서브시스템의 성능을 개선함으로 컴퓨터시스템의 전체 성능개선을 실현하는 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 처리기가 필요로 할 가능성이 높은 디스크블록을 버퍼캐시와 디스크 캐시에 효율적으로 유지하여 디스크블록 평균접근시간을 줄임으로 컴퓨터시스템의 성능을 향상시키는 개선된 알고리즘인 multi-level LRU 기법을 제안하였고 이를 버퍼캐시와 디스크 캐시를 가지는 시스템에 적용하였다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 방안의 성능을 평가하였다.
자기헤드의 오프트랙 성능은 하드디스크 드라이브에서 트랙 피치를 결정하는데 사용되고 오프트랙 성능이 트랙 피치에 관한 함수가 747 곡선이다. 본 논문에서는 747 곡선을 컴퓨터를 이용하여 시뮬레이션 하였다. 헤드의 측면재생과 기록변수는 3차원 유한요소법을 이용한 자장해석을 이용하여 구하였고, 신호대 잡음비 (signal to noise ratio : SNR) 계산을 위한 헤드의 재생 신호와 잡음은 가역정리를 이용하여 구하였다. 생성된 747 곡선에 의하면, 소거밴드의 폭이 클수록 또한 유효 신호대 잡음비 SNR$_{eff}$이 작을 수록 오프트랙의 성능이 향상되었다. 기록된 트랙폭이 4.1 .mu. m 인 평면 실리콘 헤드를 사용하여 시뮬레이션으로 생성된 747 곡선과 스핀 스탠드 (spin stand)로 측정된 747 곡선을 비교했을 때, 두 곡선이 비슷하였으며 이로부터 본 시뮬레이션의 타당성을 입증할 수 있었다.다.
무동력 복합작업기는 치즐쟁기와 디스크의 배열에 따라 작업성능이 좌우된다. 프레임과 디스크, 치즐쟁기에 가해지는 기본적인 힘의 상태를 확인하기 위한 정적 구조해석을 수행하였다. 복합작업기는 디스크는 $18^{\circ}$가 경사진 형태로 전면9개 후면9로 총 18개, 치즐쟁기(Chiselplow)는 4개로, 디스크는 모두 18개이다. 정적인 상태에서 끄는 견인력은 100마력, 150마력, 200마력으로 하였으며 Inventor의 해석 시스템은 힘을 N으로 사용하기 때문에 각 마력에 부가되는 하중을 N으로 치환하여 사용하였다. 구속조건은 frame과, disc, chisel plow에 맞닿는 면을 구속하고, 힘의 방향은 프레임과 트랙터의 연결면, 디스크 날과 땅의 접촉면에 적용했다. front /rear 디스크는 이론상으로는 양 디스크가 쌍으로 마주하고 있어서 스캔데이타를 중심으로 모델링한 결과를 바탕으로, 전후면 디스크해로우의 해석을 수행하였다. 조립 또는 사용상의 문제점이나 자연적인 유격에 의해 어느 정도 대칭이 되지 않을수 있으나 그 정도에 따라 진동과 내구성에 문제가 될 수도 있기에 한쌍에 대해 모델링을 통한 해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 디스크에 작용하는 폰미세스 응력은 극한강도에 미치지 않은 것으로 나타났으며 Frame의 최대 폰 미세스 응력을 제외하면, 대부분의 응력은 항복강도에 현저히 미치지 못하는 수치이고, 프레임의 경우는 150마력, 200마력으로 힘을 가할 때 항복강도는 넘는 수치이지만 극한인장강도에는 미치지 못하는 수치인 것을 알 수 있었다. 100마력에 폰 미세스 응력의 최대값은 0.161918 MPa이고 프레임 강의 항복강도인 207MPa와 디스크의 항복강도인 250MPa에 못 미치는 수치이다. 150마력과 200마력의 힘으로 회전할 때의 폰 미세스 응력의 최대값은 0.286425MPa과 0.381921 MPa로 항복강도인 250MPa에 크게 못 미치는 수치이다. 그 이유는 디스크해로우 방식의 복합작업기는 견인저항력이 작게 설계되고 작업속도를 개선하기 위한 목적으로 사용되기 때문으로 사료된다. 벤치마킹 기대의 Rear 디스크도 마찬가지로 각도는 $18^{\circ}$이며, 동일한 구속조건을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였으며 해석결과는 모두 항복강도 이내로 예측 되었다. 디스크에 최대로 응력이 미치는 부분은 디스크와 프레임이 연결되는 허브 부분이다. 각도가 커짐에 따라 응력이 증가하므로 이를 감안한 설계인자 도출이 가능하다. 마력과 각도가 증가함에 따라 디스크 해로우에 작용하는 폰미세스 응력과, 접촉압력이 증가하므로 이에 대한 검토와 동적하중인 로드프로파일을 적용한 해석을 수행하여 내구수명 특성에 대한 연구를 수행할 계획이다.
멀티미디어의 대표적인 응용분야인 VOD 시스템에서 사용자에게 효과적인 대화형 서비스를 제공하기 위해서는 고속 전진과 후진 서비스 등의 VCR 기능을 제공해야 한다. 지금까지 디스크 배열을 기반으로 하는 VOD서버에서 이를 실현하는 방법으로써 세그먼트 인터리빙 기법이 주로 사용되고 있다. 그러나 세그먼트 인터리빙 기법은 일부 디스크에 대한 부하 편중 현상을 초래하여 사용자에 대한 QoS의 보장이 어렵다는 단점을 가진다. 한편 이를 해결하기 위한 지금까지의 연구는 대부분 서로 다른 배속을 갖는 단일 사용자에 대한 경우가 대부분으로 같은 배속을 요청하는 여러 사용자들을 고려한 현실적인 경우에 대해서는 다시 부하 편중 현상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 디스크 부하 균등 기법을 제안한다. 제안된 기법은 각 디스크마다 참조 카운터를 두고 이를 비교하여 상대적으로 참조 횟수가 적은 디스크를 우선적으로 선택함으로써 전체적인 디스크 부하의 균형을 이룬다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석에서 제안된 기법은 기존의 방법들 보다 우수한 성능을 나타냄을 보인다.
본 논문은 RAID5가 갖는 쓰기 문제를 극복하기 위하여 지금까지의 연구 중에서 가장 우수한 성능을 나타내는 패리티 로깅 기법의 단점을 개선한 새로운 패리티 로깅 기법을 제안한다. 제안된 기법은 패리티 로깅기법에서 가장 큰 오버헤드인 패리티 로그의 크기를 줄이기 위하여 로그 데이터를 압축하는 방법을 사용한다. 로그 데이터의 압축은 로그 데이터의 저장에 필요한 비휘발성 버퍼의 크기와 로그 데이터 접근시간을 감소시켜 전체적인 성능을 향상시킬수 있다. 시뮬레이션을 통한 성능분석 결과에서 제안된 기법은 기존의 패리티 로깅 기법에 비하여 디스크 접근시간에서 우수한 성능을 나타냄을 보인다.
클러스터 시스템의 각 노드에 존재하는 메모리들을 효율적으로 관리하기 위하여 네트워크 메모리의 개념이 등장하였으며 빈번하게 디스크를 접근하는 응용분야에서 속도 향상을 위해 사용될 수 있다. 이는 전통적인 메모리 계층(hierarchy) 구조인 메모리와 디스크 사이에 네트워크 메모리를 추가함으로써 얻어진다. 본 논문에서는 웹 서버 클러스터를 대상으로 문서의 접근 유형에 대한 사전의 정보를 요구하지 않고 실제적으로 구현 가능하며 다양한 웹 문서 접근 확률 분포 값에 대하여 항상 우수한 사용자 응답시간을 가지는 메모리 관리 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 제안된 방식의 우수성을 검증하였다.
하이브리드 하드디스크는 저전력이면서 마그네틱 하드디스크에 비해 읽기 성능이 우수하다. 이 디스크의 플래시메모리에는 지역성이 높은 블록이 저장되므로 효율적인 블록 교체 기법이 필요하다. 블록 교체에는 크기, 지역성, 빈도 등 다양한 요인에 의해 결정되므로 일종의 다중 기준 결정 모델로 정의될 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구는 AHP (Analytic Hierarchy Process) 모델을 적용하여 효율적인 블록 교체 기법을 제시한다. 실험의 효율성을 검증하기 위하여 철저한 시뮬레이션을 수행한 결과 일반응용 프로그램의 응답성뿐만 아니라 부트 시간이 단축됨을 확인하였다.
In an optical disc archive system, disc insertion process is an important part. Furthermore, dynamic analysis with the contact area between multi-bent leaf spring and a disc should be considered because the contact area is moved when the disc is inserted into the cartridge. In this paper, a finite element model of disc insertion was constructed based on dynamic characteristics, vertical stiffness, and dynamic response. The disc insertion model was validated with the experimental results. To identify the dynamic response of the disc induced by the changed contact area, applied force to the disc and the stiffness of the multi-bent leaf spring were analyzed. As the results, the factors which cause the failure of the disc insertion were investigated.
랜드/그루브 기록 광디스크에서 랜드와 그루브의 영향, 각종 수차 그리고 수광계의 변화가 포커스에러신호에 미치는 영향을 나이프엣지법과 비점수차법으로 구분하여 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 그루브의 영향에 의해 포커스에러신호에서 Aero Cross 점이 Shift되는데, 이는 디스크 반사 회절빔의 파면이 Defocus 성분을 포함하고 있기 때문이라는 것을 밝혔다. 또한 회절빔의 각 차수별로 포커스에러신호를 분석함으로써 빔점수차 방식에서 랜드와 그루브의 영향으로 에러신호의 감도가 감소함을 보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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