관계형 데이터베이스 시스템에서 결합 연산자는 데이터베이스 질의를 구성하는 연산자들 중 가장 많은 처리시간을 요구한다. 따라서 이러한 결합연산자를 효율적으로 처리하기 위해 많은 병렬 알고리즘들이 소개되었다. 그 중 하이브리드 해쉬 결합 알고리즘은 가장 우수한 것으로 알려져왔다. 그러나 이 알고리즘은 여러 노드로 데이터를 분할하는 과정에서 데이터의 편중 문제가 발생하며, 이는 전체 시스템의 성능을 크게 저하시키게된다. 본 논문에서는 이러한 데이터 편중문제를 해결한 변형된 하이퍼퀵 정렬을 이용한 병렬 결합 알고리즘을 non-equijoin을 위한 알고리즘으로 확장하였다. 또한 T805로 연결된 하이퍼큐브 구조 시스템에서 시뮬레이션하여 얻은 결과를 수치 계산적 비용모델의 결과와 비교를 통해 변형된 하이퍼 퀵 정렬을 이용한 병렬 결합 알고리즘의 성능을 분석하고 , 비용모델의 타당성을 입증하였다.
이차원 팩킹 알고리즘은 메쉬 멀티프로세서 시스템을 분할 및 할당하는데 유용하게 활용될 수 있다. 기존연구에서 TP 휴리스틱 알고리즘이라 불리는 효율적인 팩킹 알고리즘을 개발하였으며 팩킹 결과가 어떻게 메쉬 멀티프로세서 시스템을 분할 및 할당하는데 활용될 수 있는지 보여주었다. 본 논문에서는 TP 휴리스틱 알고리즘의 이론적인 성능분석결과를 제시한다. 또한 알고리즘을 병렬화하여 다수의 프로세서를 이용하여 수행되었을 때 보다 적은 수행시간을 소모하게 한다.
최근, 멀티미디어 정보처리와 같은 대규모 데이터 처리에 필수적인 입출력 시스템의 성능을 높이기 위하여 많은 관심이 집중되고 있으며, 고성능 병렬화일 시스템에 관한 연구도 이런 노력에 속한다. 본 연구에서는 고성능 병렬화일 시스템을 위한 효율적인 디스크 할당 방법을 제안한다. 즉, 병렬화일의 자료 분산(data declustering)특성을 이용하여 병렬화일에 대한 병렬도 개념을 정의하고, 이를 기반으로 여러 병렬화일들이 동시에 처리되는 경우에, 최대의 작업처리량(throughput)을 얻기 위한 각 병렬화일에 적합한 디스크상의 자료 분산 정도를 계산하는 방법을 제안한다. 또한 동시에 처리되는 병렬화일들이 많이 늘어날수록, 최대의 작업처리량을 얻기 위한 계산이 너무 복잡해지므로, 효율적인 근사 디스크 할당 알고리즘도 아울러 제안한다. 제안된 근사 알고리즘은 계산이 간단하고, 특히 입출력 작업부하(workload)가 높은 환경에서는 매우 효율적임을 보여준다. 또한 입출력 요구들의 도착 비율이 무한대일 경우, 근사 알고리즘만을 이용하여도 최대 작업처리량을 위한 최적 디스크 할당을 얻을 수 있음을 증명하였다.
본 고에서는 병렬 영상처리를 이용한 고속 머신 비전(Machine Vision) 기술의 동향에 관해 다룬다. 머신 비전에서 사용되는 대표적인 고속 상용 영상처리 라이브러리인 MIL, HALCON, IPP에 대해 소개하고 현재 활발히 연구되고 있는 SSE, OpenMP, CUDA와 같은 병렬 처리 기술에 대하여 알아 본다. 이러한 병렬 처리 기술을 실제 영상처리 알고리즘에 적용하여 그 성능을 고속 상용 영상처리 라이브러리의 성능과 비교하여 소개된 병렬 처리 기술을 실제 PCB 기판 자동검사와 같은 머신 비전에 적용한 연구사례에 대해서 알아본다.
DES 암호 알고리즘은 정보의 기밀성 서비스와 무결성 서비스 실현을 위해 널리 사용되고 있다. DES를 하드웨어로 실현이 곤란한 분야에서는 소프트웨어로 구현하여 사용되고 있으나 처리 속도의 문제로 인해 사용하지 못하는 경우도 존재한다. 본 논문에서는 소프트웨어의 처리 속도 문제를 해결하기 위해 DES 암호 알고리즘의 치환 연산과 대치 연산을 병렬로 처리하는 방법을 제시하여 고속으로 정보를 실시간으로 보호하고자 하는 분야에 적용할 수 있도록 하였다.
3D 공간정보를 이용하여 3D 이미지를 처리하는 시스템이 많이 상용화되어 있다. 기존에 3D 이미지를 처리하기 위한 방법으로 고성능의 시스템을 이용하거나 이미지 압축 기술을 사용하였다. 하지만 고성능의 시스템을 사용하여 GIS 시스템을 구현할 경우 가격의 부담이 크다는 문제점이 있고 이미지 압축 기술을 사용하여 GIS 시스템을 구현할 경우 원 이미지에 손실이 크다는 문제점이 있다. 또한 일반 시스템에서 3D 이미지를 처리하려면 3D 이미지의 파일의 크기가 크기 때문에 공간 이미지를 처리하는데 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 3D 이미지를 병렬로 처리하여 디스플레이 시간을 단축하는 병렬 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제시된 병렬 알고리즘은 3D 이미지를 다수의 노드로 분할하여 각 노드에서 이미지를 화면에 디스플레이 하는 방법을 사용한다. 병렬컴퓨터의 노드의 수가 증가함에 따라 제안된 알고리즘의 성능이 증가함을 실험을 통해 보였다.
본 논문에서는 UOWHF의 도메인을 확장하기 위한 새로운 병렬 처리 알고리즘을 제안한다. 제시되는 알고리즘은 non-complete l-ary tree 에 기반을 두고 있으며 현재까지 최적의 키 길이를 가진 유일한 알고리즘인 Shoup 의 알고리즘과 동일한 최적의 키 길이를 가진다. 또한 Sarkar의 결과를 이용하여 본 논문에서 제시되는 알고리즘이 Shoup의 알고리즘과 함께 Sarkar가 제시한 도메인 확장 알고리즘들의 커다란 집합 중에서 가장 최적화된 키 길이를 가짐을 증명한다. 그러나 제안 알고리즘의 병렬처리능력은 complete tree에 기반 한 구성 방법들 보다 약간 비효율적이다. 그러나 만약 l이 점점 커진다면 알고리즘의 병렬처리능력도 complete tree 에 기반 한 방법들에 가까워진다.
본 논문은 화소 데이터의 비교를 이용한 단일 프레임 또는 연속 프레임에 나타나는 선형 스크래치를 탐지하여 복원하는 알고리즘을 제안하였다. 스크래치탐지와 복원방법은 프레임 간 많은 비교 연산시간을 필요로 하며 병렬처리 가능성이 높다. 제안하는 스크래치 탐지와 복원방법은 빠른 처리를 위해 GPU에서 수행할 수 있도록 병렬 설계 하였다. 제안하는 알고리즘은 국가 기록원 디지털화 영상에 대해 순차처리와 병렬처리의 성능 테스트를 수행하였다. 실험에서 연속한 스크래치를 고려하는 경우의 탐지율은 단일 프레임만 고려하는 방법보다 20% 이상 성능이 향상되었다. GPU 기반 알고리즘의 탐지율과 복원율은 CPU 기반의 알고리즘과 유사하였으나 50배 이상의 연산속도가 향상되었다.
CNN-UM의 아날로그 연산기능을 활용할 수 있는 영상 변화 검출 알고리즘을 개발하였으며 이를 이동물체 검출에 활용하였다. CNN-UM은 영상의 아날로그 병렬처리가 가능한 구조이므로 고속의 실시간 처리가 필요한 분야에는 매우 높은 응용성을 가진 새로운 구조의 아날로그 및 로직처리(아나로직) 프로세서이다. 이 CNN-UM은 동일 영상 프레임 내에서의 처리에는 능률적인 구조이지만 영상 프레임 간의 계산에는 아날로그 병렬처리 기능을 활용하기 어려운 연산구조라는 단점이 있었다. 본 연구에서는 셀의 상태 저장 커패시터에 인접 프레임의 영상들을 상호 역 부호를 통하여 중첩함으로써 영상 프레임 간의 변화 검출을 병렬로 수행할 수 있는 알고리즘을 개발하였으며 이 원리를 전기적 등가회로를 통해 해석하였다. 또한, 개발한 알고리즘을 이동물체 검출을 위한 프레임간의 영상 변화 검출에 적용하여 타당성을 확인하였다.
2차원 그래픽을 3차원 그래픽으로 변환하기 위한 삼차원 그래픽 알고리즘들은 복잡하고 다양한 기법의 사용으로 인하여 대규모의 반복 연산이 요구되고, 이로 인하여 실시간 삼차원 그래픽의 처리가 어려운 경우가 많다. 본 논문은 삼차원 그래픽 처리와 관련된 여러 가지 알고리즘 중에서 Phong Shading 알고리즘의 병렬처리 방법과 고속 하드웨어 처리를 위한 삼차원 그래픽 가속기에 관한 것으로, Park's 다중접근 기억장치와 다수의 연산기로 구성된 SIMD처리기를 사용한 삼차원 그래픽 가속기 구조를 제안하고 있으며, 제안된 가속기 구조를 HDL을 사용한 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안된 삼차원 그래픽 가속기에 의해 복잡한 알고리즘을 갖은 어떠한 삼차원 그래픽 알고리즘도 병렬 처리 알고리즘을 적용하여 SIMD 가속기에 의한 실시간 처리가 가능함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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