• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.10a
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• pp.601-603
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• 2004

미리 읽기(readahead) 설계는 파일 시스템 성능에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나이다 기존 리눅스 커널 2.6.7 버전의 미리 읽기는 임의적 파일 접근 시에 읽는 크기가 클수록 사용되지 않는 페이지들의 할당에 시간을 낭비하게 되어 전체적인 성능 저하가 일어난다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 요청되는 읽기 크기에 따라 미리 읽기 크기를 조정하는 방법을 제안하며 제안된 방법으로 리눅스 커널을 수정하여 임의적 파일 접근 시에 성능 향상이 일어남을 실험을 통해 보이고자 한다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.16 no.6
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• pp.678-682
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• 2010

Compressed filesystem is frequently used in the embedded system to increase cost efficiency. One of the drawbacks of compressed filesystem is low read performance. Moreover, read-ahead mechanism that improves the read throughput of storage device has negative effect on the read performance of compressed filesystem, increasing read latency. Main reason is that compressed filesystem has too big read-ahead miss penalty due to decompression overhead. To solve this problem, this paper proposes new read technique considering kernel read-ahead mechanism for compressed filesystem. Proposed technique improves read throughput of device by bulk read from device and reduces decompression overhead of compressed filesystem by selective decompression. We implement proposed technique by modifying CramFS and evaluate our implementation in the Linux kernel 2.6.21. Performance evaluation results show that proposed technique reduces the average major page fault handling latency by 28%.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.14 no.7
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• pp.625-635
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• 2008

Portable multimedia players have some different properties compared to general multimedia file server. Some of those properties are single user ownership, relatively low hardware performance, I/O burst by user special functions, and short software development cycles. Though suitable for processing multiple user requests at a time, the general multimedia file systems are not efficient for special user functions such as fast forwards/backwards. Soml' methods has been proposed to improve the performance and functionality, which the application programs give prediction hints to the file system. Unfortunately, they require the modification of all applications and recompilation. In this paper, we present a file system that efficiently supports user special functions in embedded multimedia systems using file block allocation, buffer-cache, and prefetch. A prefetch algorithm, SPRA (SPeed-based PRefetch Algorithm) predicts the next block using I/O patterns instead of hints from applications and it is resident in the file system, so doesn't affect application development process. From the experimental file system implementation and comparison with Linux readahead-based algorithms, the proposed system shows $4.29%{\sim}52.63%$ turnaround time and 1.01 to 3,09 times throughput in average.

• Journal of Internet of Things and Convergence
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• v.8 no.4
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• pp.9-15
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• 2022

NAND flash memory is used as a medium for various storage devices due to its high data processing speed with low power consumption. However, since the read processing speed of data is about 10 times faster than the write processing speed, various studies are being conducted to improve the speed difference. In particular, flash dedicated buffer management policies have been studied to improve write speed. However, SSD(solid state disks), which has recently been used for various purposes, is more vulnerable to read performance than write performance. In this paper, we find out why read performance is slower than write performance in SSD composed of NAND flash memory and study buffer management policies to improve it. The buffer management policy proposed in this paper proposes a method of improving the speed of a flash-based storage device by analyzing the pattern of read data and applying a policy of pre-reading data to be requested in the future from NAND flash memory. It also proves the effectiveness of the read-ahead policy through simulation.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.9 no.4
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• pp.410-419
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• 2003

The buffer cache of general operating systems such as Linux manages file data by using global block replacement policy and read ahead. As a result, multimedia data with a low locality of reference and various consumption rate have low cache hit ratio and consume additional buffers because of read ahead. In this paper we have designed and implemented a new buffer allocation algorithm for multimedia data on Linux. Our approach keeps one read-ahead cache per every opened multimedia file and dynamically changes the read-ahead group size based on the buffer consumption rate of the file. This distributes resources fairly and optimizes the buffer consumption. This paper compares the system performance with that of Linux 2.4.17 in terms of buffer consumption and buffer hit ratio.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.311-312
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• 2012

도시 컴퓨팅에서의 파일 시스템은 하나의 메타 데이터 서버와 여러 개의 데이터 저장 서버로 구성되어 있다. 이 데이터 저장 서버의 자료구조를 사용자의 두 가지 질의에 맞게 구성함으로써 미리읽기의 성능을 향상시킨다. 또한 데이터의 손실을 방지하기 위해 복사본을 만들 때, 두 가지의 형태로 바꿔 저장함으로써 데이터의 손실을 막고 여러 질의에 대응하여 좋은 성능을 낼 수 있다.

• Journal of KIISE
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• v.43 no.6
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• pp.627-635
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• 2016

When many processes issue write operations alternately on Log-structured File System (LFS), the created files can be fragmented on the file system layer although LFS sequentially allocates new blocks of each process. Unfortunately, this file fragmentation degrades read performance because it increases the number of block I/Os. Additionally, read-ahead operations which increase the number of data to request at a time exacerbates the performance degradation. In this paper, we suggest a new cleaning method on LFS that minimizes file fragmentation. During a cleaning process of LFS, our method sorts valid data blocks by inode numbers before copying the valid blocks to a new segment. This sorting re-locates fragmented blocks contiguously. Our cleaning method experimentally eliminates 60% of file fragmentation as compared to file fragmentation before cleaning. Consequently, our cleaning method improves sequential read throughput by 21% when read-ahead is applied.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.327-332
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• 2007

버퍼캐시에서 선반입은 교체정책과 함께 중요한 성능 향상 기법 중의 하나이다. 하지만 참조 패턴의 특성에 따라서는 선반입을 수행하면 오히려 전체 수행시간을 증가시키는 경우도 보고된 바 있다. 본 논문에서는 참조 패턴을 탐지하고 탐지된 패턴에 적절히 대응하여, 선반입의 이익은 유지하되 성능에 악영향을 미치지 않는 선반입 기법으로 순환 참조 선반입을 제안한다. 성능 평가를 위해서 리눅스에서 현재 사용되고 있는 미리 읽기 선반입과 순환 참조 선반입의 수행 시간을 비교했다. 다양한 참조 패턴을 가지는 트레이스들에 대한 시뮬레이션 성능 평가 결과, 순차 참조를 많이 포함하는 트레이스에 대해서는 순환참조 선반입이 리눅스의 미리 읽기 선반입과 유사한 정도의 $3\sim5%$ 성능향상을 보였다. 뿐만 아니라, 미리 읽기 선반입 정책을 적용했을 때 오히려 40% 가량의 성능 악화를 초래하는 특정 트레이스에 대해서도 순환 참조 선반입을 적용할 경우 0.07%의 아주 미미한 성능 저하만을 유발하였다. 본 연구에서 제안하는 순환 참조 선반입 기법은 이득이 있을 때만 적극적인 선반입을 수행하여 시스템 성능을 향상시키며, 손해가 발생할 때는 선반입을 중지하여 시스템 성능 악화를 방지함을 실험을 통해 알 수 있다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.13 no.4 s.52
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• pp.59-69
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• 1998

The terminology of data prefetching is introduced, which includes stride, repeat distance, stall, pending stall, prefetch degree, prefetch distance, and prefetch offset. The effectiveness of hardware data prefetching in reducing cache misses is shown by presenting a square matrix multiplication example. Thereafter the pitfalls of prefetching and possible solutions are discussed.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.05a
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• pp.525-526
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• 2023

최근 빅데이터를 처리하기 위한 고용량의 저장장치의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 낸드 플래시 메모리 기반 저장장치인 SSD(Solid State Drive)는 고속 데이터 처리가 가능하기 때문에 다양한 저장 시스템에서 사용되고 있다. 그러나 낸드 플래시 메모리는 읽기 속도가 빠르고 쓰기 속도가 느린 비대칭 구조를 가지고 있어 데이터 쓰기 작업이 진행 중일 때 다른 작업이 대기하게 되어 전체적인 시스템 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이에 대해 대부분의 연구에서는 쓰기 성능을 개선하기 위한 버퍼 관리 정책들이 제안되었다. 기술의 발전으로 쓰기 성능은 개선되었지만, 그에 비해 읽기 성능이 저조한 문제가 있다. 본 논문에서는 읽기 성능이 쓰기 성능보다 취약한 점을 분석하고 플래시 메모리 내에 저장장치 속도를 개선하기 위해 앞으로 읽기 요청 가능성이 있는 예상 데이터를 선형회귀 모델을 적용하여 전송 대기 시간 중 미리 읽는 정책을 제안한다.