• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.26 no.3
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• pp.324-332
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• 1999

다중 프로그래밍 환경에서 운영체제는 시스템의 시간 할당량에 따라서 프로세스들에 대하여 문맥교환을 수행한다. 문맥교환은 현재 수행중인 프로세스 문맥의 저장과 다음에 수행되는 프로세스 문맥의 적재라는 비용 뿐만 아니라 캐쉬 메모리의 커다란 영향을 미친다. 특히 블록화 알고리즘은 사용하는 프로그램들은 재사용되기 위하여 캐쉬 메모리에 적재된 블록화 요소가 프로그램들의 문맥 교환사이에 다른 프로그램들에 의하여 손상되는 경우 프로그램의 캐쉬 성능이 크게 떨어진다. 본 논문에서는 하나의 블록화 요소에 대한 계산이 완료될 때까지 운영체제가 문맥 교환을 지연시키는 지연된 선점 스케쥴링 방법을 제안한다. 모의 시험을 통하여 지연된 선점 스케줄링을 사용할 경우 블록화 알고리즘을 사용한 프로그램들은 재사용되기 위하여 캐쉬 메모리에 적재된 블록화 요소가 프로그램들의 문맥 교환 사이에 다른 프로그램들에 의하여 손상되는 경우 프로그램의 캐쉬 성능이 크게 떨어지게 된다. 본 논문에서는 하나의 블록화 요소에 대한 계산이 완료될 때까지 운영체제가 문맥 교환을 지연시키는 지연된 선점 스케쥴링 방법을 제안한다. 모의 시험을 통하여 지연된 선점 스케줄링을 사용할 경우 블록화 알고리즘을 사용한 프로그램은 캐쉬 메모리에 적재된 블록화 요소를 문맥 교환으로부터 보호 받으므로 향상된 캐쉬성능을 나타냄을 보인다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.11a
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• pp.12-14
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• 2013

임베디드 마이크로프로세서인 ARM Cortex-M3는 기존의 것들과는 달리 짧은 문맥교환을 제공하기 위해 Trap을 이용하여 문맥교환 과정을 일부 하드웨어적으로 처리하는 기능을 제공한다. 일반적으로 Trap (혹은 소프트웨어 인터럽트)은 그 자신만의 오버헤드를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 논문에서는 소프트웨어적으로 문맥교환을 하던 방식에 비해 어느 정도의 성능 향상이 있을지에 대한 정량적인 비교 평가를 수행하여 Cortex-M3를 기반으로 한 임베디드 시스템의 설계에 도움을 주도록 한다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.30 no.2
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• pp.68-77
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• 2003

The Least-Laxity First(or LLF) scheduling algorithm assigns the highest priority to a task with the least laxity, and has been proved to be optimal for a uni-processor and sub-optimal for a multi-processor. However, this algorithm Is Impractical to implement because laxity tie results in the frequent context switches among tasks. In this paper, a Modified Least-Laxity First on Multiprocessor(or MLLF/MP) scheduling algorithm is proposed to solve this problem, i.e., laxity tie results in the excessive scheduling overheads. The MLLF/MP is based on the LLF, but allows the laxity inversion. MLLF/MP continues executing the current running task as far as other tasks do not miss their deadlines. Consequently, it avoids the frequent context switches. We prove that the MLLF/MP is also sub-optimal in multiprocessor systems. By simulation results, we show that the MLLF/MP has less scheduling overheads than LLF.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.301-303
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• 2003

사용자 쓰레드와 시스템 쓰레드간의 1:1 맵핑 모델은 병렬성을 지원하는 장점이 있고, M: N 맵핑은 병렬성 지원과 빠른 문맥교환의 장점이 있다. 리눅스 자바 가상 머신에서는 1:1 맵핑 모델만을 지원한다. 연성 실시간을 보장하기 위해서는 쓰레드간의 문맥교환을 최소화하여 성능 향상시킬 필요가 있다. 이 논문에서는 자바 어플리케이션 레벨에서 경량 프로세스(Light Weight Process, LWP) 개념을 도입하여 리눅스 자바 가상 머신에서 M: N 맵핑을 지원하는 자바 쓰레드 모델을 제안한다. 제안한 모델은 그린 쓰레드 (Green Thread)의 빠른 문맥교환과 네이티브 쓰레드(Native Thread)의 병렬성 지원 장점을 혼합한 것으로 빠른 처리속도와 자바 플랫폼의 독립성을 그대로 유지할 수 있다. 또한, MTR-LS 알고리즘을 경량 프로세스 스케줄링에 채택함으로서, 자바 응용프로그램의 연성 실시간을 보장한다. 1:l 및 M:1 맵핑 모델과의 성능 비교를 통해 제안한 모델이 좋은 성능과 연성 실시간을 보장한다는 것을 보인다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.26 no.4
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• pp.443-454
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• 1999

최소 여유시간 우선(Least-Laxity-First)스케쥴링 알고리즘은 여유시간이 작은 태스트가 높은 우선순위를 갖는 동적 우선순위 스케줄링 방법으로서 단일프로세서 시스템에서 최적임이 증명되었다. 그러나, 이 알고리즘은 최소 여유시간을 가진 태스크가 여러 개 존재하여 여유시간 충돌이 발생한 경우 이 태스크들 간에 빈번한 문맥교환이 발생하게 되는 문제점이 있어 실용적이지 못하다. 본 논문에서 제한하는 최소 여유시간 우선 기반의 최소선점을 갖는 스케줄링 알고리즘(Least-Laxity-First with Minimum Preemption 또는 LLF/MP)은 여유시간이 충돌했을 때에 문맥교환을 최소화함으로써 최소 여유시간 우선 스케줄링 알고리즘의 단점을 해결하였다. LLF/MP 스케줄링 알고리듬은 불필요한 문맥교환을 줄임으로써 시스템 오버헤드로 인한 시스템의 성능 저하를 방지할 수 있고 보다 많은 시스템 자원을 예측 불가능한 비주기적 태스크에게 할당할수 있다.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.16A no.6
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• pp.437-442
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• 2009

For multiprocessor systems, Earliest Deadline First (EDF) based on deadline and Least Laxity First (LLF) based on laxity are not suitable for practical environment since EDF has low schedulability and LLF has high context switching overhead. As a combining of EDF and LLF to improve the performance, Earliest Deadline Zero Laxity (EDZL) was proposed. EDZL is basically the same as EDF. But if the laxity of a task becomes zero, its priority is promoted to the highest level. In this paper, we propose Least Laxity Zero Laxity (LLZL) which is based on LLF. But context switching is allowed only if the laxity of a task on rady queue becomes zero. Simulation results show that LLZL has high schedulability approaching to LLF and low context switching overhead similar to EDF. In comparison with EDZL, LLZL has better performance in both of schedulability and context switching overhead.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.29 no.11
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• pp.611-621
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• 2002

For real-time systems, multiprocessor support is indispensable to handle the large number of requests. Existing real-time on-line scheduling algorithms such as Earliest Deadline First Algorithm (EDF) and Least Laxity Algorithm (LLA) may not be suitable for scheduling real-time tasks in multiprocessor systems. Although EDF has low context switching overhead, it suffers from "multiple processor anomalies." LLA has been shown as suboptimal, but has the potential for higher context switching overhead. Earliest Deadline Zero Laxity (EDZL) solved somewhat the problems of those algorithms, however is suboptimal for only two processors. Another algorithm EDA2 shows very good performance in overload phase, however, is not suboptimal for muitiprocessors. We propose two on-line scheduling algorithms, Earliest Deadline/Least Laxity (ED/LL) and ED2/LL. ED/LL is suboptimal for multiprocessors, and has low context switching overhead and low deadline miss rate in normal load phase. However, ED/LL is ineffective when the system is overloaded. To solve this problem, ED2/LL uses ED/LL or EDZL in normal load phase and uses EDA2 in overload phase. Experimental results show that ED2/LL achieves good performance in overload phase as wet] as in normal load phase.oad phase.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.26 no.9
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• pp.1158-1165
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• 1999

조건부 분기 명령어(conditional branch instruction)의 잘못된 분기 예측(branch misprediction)은 프로세서의 성능 향상에 심각한 장애 요인이 되고 있다. 특히 시분할(time-sharing) 시스템과 같이 문맥 교환(context switch)이 발생하는 멀티프로그래밍 환경(multiprogramming environment)에서는 더욱 낮은 분기 예측 정확성(branch prediction accuracy)을 보인다. 본 논문에서는 문맥 교환이 발생하는 멀티프로그래밍 환경에서 높은 분기 예측 정확성을 보이는 중첩 분기 예측표 교환(Overlapped Predictor Table Switch, OPTS) 기법을 소개한다. 분기 예측표(predictor table)를 분할하여 각각의 프로세스(process)에 할당하는 OPTS 기법은 문맥 교환의 영향을 최소화함으로써 높은 분기 예측 정확성을 유지하는 분기 예측 방법이다.Abstract There is wide agreement that one of the most important impediments to the performance of current and future pipelined superscalar processors is the presence of conditional branches in the instruction stream. Accurate branch prediction is required to overcome this performance limitation. Many branch predictors have been proposed to help to alleviate this problem, including the two-level adaptive branch predictor, and more recently, hybrid branch predictor. In a less idealized environment, such as a time-sharing system, code of interest involves context switches. Context switches, even at fairly large intervals, can seriously degrade the performance of many of the most accurate branch prediction schemes. In this study, we measure the effect of context switch on the branch prediction accuracy in various situation and show the feasibility of our new mechanism, OPTS(Overlapped Predictor Table Switch), which save and restore branch history table at every context switch.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.107-109
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• 1998

효율적인 스케줄링 알고리즘은 적은 문맥교환 횟수를 가지면서 동시에 잘 정의된 임의의 태스크 집합에 대해 높은 스케줄링 성공률을 갖고 있어야 한다. 기존의 단일 프로세서 스케줄링 알고리즘들은 멀티프로세서 스케줄링 알고리즘들에 비해 시간 복잡도가 낮지만 멀티프로세서 환경에서 그대로 적용시킬 경우 스케줄링 성공률이 많이 떨어진다. 본 논문에서는 비슷한 시간 복잡도를 가지면서도 멀티프로세서 환경에서 높은 성공률을 얻을 수 있는 EDF-ZLP와 LLF-RP 알고리즘을 제안하고 이 알고리즘들의 추가적인 성능 향상 방안을 제안한다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.3 no.2
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• pp.1-7
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• 2002

Since multimedia data such as video and audio data are displayed within a certain time constraint, their computation and manipulation should be handled under limited condition. Traditional real-time scheduling algorithms could not be directly applicable, because they are not suitable for multimedia scheduling applications which support many clients at the same time. Rate Regulating Proportional Share Scheduling Algorithm is a scheduling algorithm considered the time constraint of the multimedia data. This scheduling algorithm uses a rate regulator which prevents tasks from receiving more resource than its share in a given period. But this algorithm loses fairness, and does not show graceful degradation of performance under overloaded situation. This paper proposes a new modified algorithm, namely Modified Proportional Share Scheduling Algorithm considering the characteristics of multimedia data such as its continuity and time dependency. Proposed scheduling algorithm shows graceful degradation of performance in overloaded situation and the reduction in the number of context switching. Furthermore, a new evaluation method is proposed which can evaluate the flexibility of scheduling algorithm.