소프트웨어 관리 모델은 크게 소프트웨어 프로젝트 견적 모델과 소프트웨어 설계평가 모델, 소프트웨어 복잡성 모델, 소프트웨어 신뢰도 성장 모델, 소프트웨어 프로세스 개선 모델 등으로 나누어진다. 그 중에서도 개발된 소프트웨어를 정량적으로 분석하여 평가하는 모델이 소프트웨어 복잡도 모델이다. 본 논문은 이런 관점에서 대표적인 소프트웨어 복잡성 모델에 대한 적용법에 대해 기술하고 개발중인 교환시스템의 소프트웨어에 대해 volume metrics와 process complexity metrics 방법에 대한 분석 결과와 기타 시스템 개발을 수행하는 과정에서 발생되고 있는 문제점들에 대해 다각도로 분석을 하여 이를 연구개발 및 프로젝트 관리에 활용하고자 한다.
일반적인 결함 문제와는 달리 커널 크래쉬는 커널 기반의 시스템에서 가장 중대하고 심각한 문제이다. 이러한 문제는 시스템이 복잡하고 거대해 질수록 문제가 심화되는데, 얼마나 야기하는지 또는 어떠한 요소들이 관련되어 있는지에 대한 연구가 미비하다. 즉, 시스템의 복잡도와 커널 크래쉬 간의 상관관계를 직접적으로 다룬 연구가 아직 존재하지 않는다. 따라서 본 논문에서는 시스템 복잡도에 관련된 요소와 전체 시스템의 커널 크래쉬 발생 확률과의 상관관계를 모델화 하여 도식하고, 분석하였다. 이를 위해 기존의 소프트웨어 복잡도 모델 중 반영할 만한 요소를 추려내고 커널 크래쉬 모델에 반영하였다. 또한 모델 분석과 수치 예제를 통해 평가하고자 하였다. 본 논문의 결과는 새로운 커널 크래쉬 처리 방안을 설계하고자 할 때, 또는 기존 커널을 분석하여 신뢰성을 향상시키는 새로운 구조 설계에 크게 활용될 수 있을 것이다.
소프트웨어 시스템이 양도된 이후에 시스템의 크기가 성장하는 과정을 나타내는 수학적 모델인 소프트웨어 성장 모델은 시스템의 크기와 계획된 크기를 달성하기 위해 요구되는 노력을 예측하는데 사용될 수 있다. 본 논문은 먼저 시스템의 크기 변화량이 추가되는 노력에 비례하고 시스템의 복잡도에 반비례한다는 가정하에서 소프트웨어 성장 모델을 유도한다. 이 모델에서는 시스템의 복잡도가 중요한 역할을 하는데, 본 논문에서는 시스템 크기의 멱함수 형태인 복잡도를 제안하고 실제 자료에 적용하여, 그 유용성을 보인다. 멱함수 형태의 시스템 복잡도는 추가로 복잡도 비교할 수 있게 하는 측도를 제공하는데, 이 측도는 시스템 크기에 무관하므로 크기가 다른 소프트웨어 시스템의 복잡도를 비교하는데 유용하게 사용될 수 있다.
본 논문에서는 동영상의 화질을 일정하게 하기 위한 실시간 비트율 제어 기법을 제안한다. 일정 화질을 만족하기 위한 기존의 비트율 제어 알고리즘은 프레임의 부호화 복잡도를 잔여 신호인 MAD(mean absolute of difference)로 추정하여 비트 할당을 수행하였다. 그러나 MAD는 영상의 특성이나 부호화 파라미터에 따라 동일한 MAD라도 다른 비트를 생성하므로 영상의 부호화 복잡도를 적절히 나타내기 어렵다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 비트와 MAD사이의 기울기인 모델 파라미터를 프레임의 복잡도의 측도로 보고 이전 프레임과 현재 프레임의 모델 파라미터의 비율로 비트 할당을 수행한다. 또한 기존의 비트-복잡도 모델에서 구한 모델 파라미터는 양자화 파라미터가 변함에 따라 그 값이 크게 변하여 영상의 내재적 복잡도를 나타내기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 비트-복잡도 모델에 양자화 파라미터를 추가하여 양자화 파라미터가 변하더라도 영상의 복잡도의 측도인 모델 파라미터는 변하지 않게 하였다. 광범위한 실험결과는 제안한 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비해 비슷한 평균 화질을 유지하면서 화질의 변동을 큰 폭으로 줄였음을 보여준다.
소프트웨어 관리 모델은 크게 소프트웨어 프로젝트 견적 모델과 소프트웨어 설계평가 모델, 소프트웨어 복잡성 모델, 소프트웨어 신뢰도 성장 모델, 소프트웨어 프로세스 개선 모델 등으로 나누어진다. 그 중에서도 개발된 소프트웨어를 정량적으로 분석하여 평가하는 모델이 소프트웨어 복잡도 모델이다. 즉, 소프트웨어를 객관적으로 관리하는데 있어서 정량적인 판단 기준이 필요하다. 그렇기 때문에 소프트웨어 복잡성 모델(software complexity model)은 소프트웨어의 복잡성에 대한 정량적인 평가에 응용할 목적으로 도입되었으며, 소프트웨어 복잡성 측정시 이 결과를 소프트웨어 관리(software management)의 기준에 이용하는데 있어서 품질이나 생산성에 대한 영향을 제공할 때 정량적이고 명확히 할 필요가 있기 때문이다. 다시 말해서 복잡한 프로그램에는 에러가 많이 포함될 가능성이 높고 또 개발비용(source cost)도 높다는 것을 경험적으로 알 수 있다. 이러한 관계가 성립되지 않는 경우에는 소프트웨어의 효과적인 관리가 곤란하다. 본 논문은 이런 관점에서 대표적인 소프트웨어 복잡성 모델에 대한 적용법에 대해 기술하고 개발중인 교환시스템의 소프트웨어에 대해 volume metrics와 process complexity metrics 방법, 제어구조 및 인터페이스 구조 방법에 대한 분석 결과와 시스템 개발을 수행하는 과정에서 발생되고 있는 문제점들에 대해 다각도로 분석을 하여 이를 유사한 시스템 연구개발 및 프로젝트 관리에 활용하고자 한다.
Marked Petri Net(MPN) 모델은 최대 병행 활성화 랑데부 수에 따른 통신 복잡도를 분석할 수 있게 해준다. 그러나 이 모델은 시간과 확률 속성(Time and Probability characteristics)을 명시할 수 없음으로 통신 복잡도의 새로운 개념인 실행 시간 복잡도를 분석할 수 없다. 본 논문에서는 이러한 실행 시간 복잡도를 효율적으로 분석하기 위해 MPN에 새로운 제약 조건인 net 절감 법칙, 실행 시간, 그리고 확률 조건을 도입한 Ada Tasking Structure Nets(ATSN)을 제안한다. 끝으로 ATSN 모델을 이용하여 통신 복잡도의 분석 효과를 보인다.
띄어쓰기와 문장 경계 인식은 그 성능에 따라 자연어 분석 단계에서 오류를 크게 전파하기 때문에 굉장히 중요한 문제로 인식되고 있지만 각각 서로 다른 자질을 사용하는 문제 때문에 각각 다른 모델을 사용해 순차적으로 해결하였다. 그러나 띄어쓰기와 문장 경계 인식은 완전히 다른 문제라고는 볼 수 없으며 두 모델의 순차적 수행은 앞선 모델의 오류가 다음 모델에 전파될 뿐만 아니라 시간 복잡도가 높아진다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 띄어쓰기와 문장 경계 인식을 하나의 문제로 보고 한 번에 처리하는 다중 클래스 분류 시스템을 통해 시간 복잡도 문제를 해결하고 다중 손실 선형 결합을 사용하여 띄어쓰기와 문장 경계 인식이 서로 다른 자질을 사용하는 문제를 해결했다. 최종 모델은 띄어쓰기와 문장 경계 인식 기본 모델보다 각각 3.98%p, 0.34%p 증가한 성능을 보였다. 시간 복잡도 면에서도 단일 모델의 순차적 수행 시간보다 38.7% 감소한 수행 시간을 보였다.
본 논문에서는 언어모델의 언어처리 단위로 VCCV(vowel consonant consonant vowel) 단위를 제안하구 기존의 언어처리 단위인 어적 형태소 단위와 비교한다. 어절과 형태소는 어휘수가 많고 높은 복잡도를 가진다. 그러나 VCCV 단위는 작은 사전과 제한된 어휘를 가지므로 복잡도가 적다. 언어모델 구성에 smoothing은 반드시 필요하다. smoothing 기법은 정확한 확률 예측이 불확실한 데이터가 있을 때 더 나은 확률 예측을 위해 사용된다. 본 논문에서는 형태소, 어절, VCCV 단위에 대해 언어모델을 구성하여 복잡도를 계산하였다. 그 결과 VCCV 단위의 복잡도가 형태소나 어절보다 적게 나오는 것을 볼 수 있었다. 복잡도가 적게 나온 VCCV를 기반으로 N-gram을 구성하고 Katz. Witten-Bell, absolute, modified Kneser-Ney smoothing 등의 방법을 이용한 언어 모델에 대해 평가하였다. 그 결과 VCCV 단위의 언어모델에 적합한 smoothing 기법은 modified Kneser-Ney 방법으로 평가되었다.
이 논평에서는 수치해석에 관련된 국내의 난류모델의 연구현황을 살펴보았다. 국내에서 연구가 많이 되었던 혼합거리모델, R, .epsilon. 2차방정식모델, 대수응력모델의 연구현황을 주로 살펴 보았다. 국내에서는 아직 연구인력이 적기 때문에 꼭 필요한 부분이지만 연구가 되지 않은 부 분이 많았으며 현재 연구가 되고 있는 부분도 그 연구량이 적은 형편이다. 앞으로 전산유체역 학에 의해 열유체기계내의 복잡한 난류유동을 해석하여 기계설계와 운전을 개선하는데 활용하기 위해서는 더욱 많은 연구가 요구된다. 그 중에서 특히 더 관심을 갖고 연구될 분야를 열거 해 보면 (1) 벽면부근의 저 레이놀즈 R, .epsilon. 방정식모델과 대수응력모델에 관한 연구 (2) 복잡한 3차원유동을 정확히 해석할 난류모델 개발에 관한 연구 (3) 복잡한 난류유동에서 열전 달모델에 관한 연구 (4) 레이놀즈응력모델에 관한 연구 (5) Large Eddy Simulation에 관한 연구를 들 수 있다. 이들 연구에서는 난류모델의 물리적 의미에 관한 이론적 연구와 이 모델들 을 여러 경우의 실제유동에 적용하여 검증하는 연구가 병행되어야 할 것이다.
객체지향 프로그램의 효율성과 설계의 품질을 평가하기 위해서는 필수적으로 정량적 메커니즘을 사용해야 한다. 특히, 개발비용을 예측하기 위한 요구가 커질수록 소프트웨어 개발 생명주기의 초기에 측량해야 하는 필요성은 더욱 강해진다. 따라서, 분석단계 산출물에 대하여 이루어지는 측량은 나머지 개발 주기 단계에서 발견될 수 있는 결함에 대한 예측이나, 시스템의 개발에 소요될 노력과 비용을 예측하는데 사용될 수 있으므로 그 중요성이 더욱 강조되고 있다. 본 논문에서는 클래스 기반(class-driven)의 분석 모델링 절차에 따라 작성되는 모델을 사용하여, 클래스의 책임과 협력 관계에 대한 정보가 주어진 클래스에 대한 복잡도를 측량하기 위한 메트릭을 제안한다. 제안된 메트릭은 클래스들 사이의 상호작용으로 나타나는 협력의 복잡도와 인터페이스 복잡도를 포함하며, 개별 클래스의 복잡도를 사용하여 전테 시스템의 복잡도를 계산하도록 확장할 수 있다. 개발 생명주기의 가장 초기 단계인 분석단계에서 클래스를 어떻게 분할할 것인지에 대한 선택적 직면했을 때, 올바른 클래스 분할을 선택하도록 도와줌으로써, 나머지 개발 단계에서 개발에 요구되는 노력과 시간을 예측하고 관리하는데 사용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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