• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.29 no.3
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• pp.169-175
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• 2002

This paper is about the hardness of the Election problem in asynchronous distributed systems in which processes can crash but links are reliable. The hardness of the problem is defined with respect to the difficulty to solve it despite failures. It is shown that problems encountered in the system are classified as three classes of problems: F (fault-tolerant), NF (Not fault-tolerant) and NFC(NF-completeness). Among those, the class NFC is the hardest problems to solve. In this paper, we prove that the Election problem is the most difficult problem which belongs to the class NFC.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.513-518
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• 2007

시뮬레이션 방법론에 있어서 모델기반 시뮬레이션과 프로세스기반 시뮬레이션으로 나눌 수 있는데, 재사용성, 확장성, 시뮬레이터 기술 용이성 등의 장점으로 모델기반 시뮬레이션이 많이 사용되고 있다. 이러한 이유로 근래에는 컴퓨터 시스템, 항공, 자동차 등에서 모델 기반 시뮬레이션 방법이 사용되고 있다. 모델기반 시뮬레이션 방법으로 수학적 이론을 기반으로 모델을 정의하는 DEVS(Discrete Event System Specification) 형식론은 계층적이고 모듈화 된 형태로 이산사건 시스템을 기술한다. 대규모의 복잡한 시뮬레이션 모델을 검증 할 목적으로 분산 시뮬레이션 방법론이 있는데, 이들은 크게 동기적인 방법과 비동기적인 방법이 있다. 동기적 방식보다 빠른 수행을 위해 비동기적 방법은 전체 Time-order 순이 아닌 로컬 Time-order를 가진다. 그러나 비동기적 방식에는 분산된 시뮬레이터들 간의 전체 Time-order를 유지하기 위해 전 처리된 시뮬레이터 결과들을 저장하는데, Time-order 상으로 현재의 시뮬레이션 시간보다 과거의 사건이 왔을 때 그 이벤트를 처리해주어야 되기 때문이다. 이러한 비동기적 분산 시뮬레이션 방법론에서는 전체 Time-order를 유지하기 위해 과거의 Time-order를 가지는 이벤트가 왔을 때 rollback operation을 수행한다. 그러나 rollback operation은 분산 시뮬레이션 방법론에서 성능 장애요소 중 하나이다. 본 논문에서는 rollback operation을 최소할 할 수 있는 DEVS 모델 분배 방법을 제안한다.

• Proceedings of the Korean Society of Computational and Applied Mathematics Conference
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• 2003.09a
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• pp.11-11
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• 2003

오늘날 단일 슈퍼컴퓨터로는 처리가 불가능한 거대한 문제들의 해법이 시도되고 있는데, 이들은 지리적으로 분산된 슈퍼컴퓨터, 데이터베이스, 과학장비 및 디스플레이 장치 등을 초고속 통신망으로 연결한 GRID 환경에서 효과적으로 실행시킬 수 있다. GRID는 1990년대 중반 과학 및 공학용 분산 컴퓨팅의 연구 과정에서 등장한 것으로, 점차 응용분야가 넓어지고 있다. 그러나 GRID 같은 분산 환경은 기존의 단일 병렬 시스템과는 많은 점에서 다르며 이전의 기술들을 그대로 적용하기에는 무리가 있다. 기존 병렬 시스템에서는 주로 동기 알고리즘(synchronous algorithm)이 사용되는데, 직렬 연산과 같은 결과를 얻기 위해 동기화(synchronization)가 필요하며, 부하 균형이 필수적이다. 그러나 부하 균형은 이질 클러스터(heterogeneous cluster)처럼 프로세서들의 성능이 서로 다르거나, 지리적으로 분산된 계산자원을 사용하는 GRID 환경에서는 이기종의 문제뿐 아니라 네트워크를 통한 메시지의 전송 지연 등으로 유휴시간이 길어질 수밖에 없다. 이처럼 동기화의 필요성에 의한 연산의 지연을 해결하는 하나의 방안으로 비동기 반복법(asynchronous iteration)이 나왔으며, 지금도 활발히 연구되고 있다. 이는 알고리즘의 동기점을 가능한 한 제거함으로써 빠른 프로세서의 유휴 시간을 줄이는 것이 목적이다. 즉 비동기 알고리즘에서는, 각 프로세서는 다른 프로세서로부터 갱신된 데이터가 올 때까지 기다리지 않고 계속 다음 작업을 수행해 나간다. 따라서 동시에 갱신된 데이터를 교환한 후 다음 단계로 진행하는 동기 알고리즘에 비해, 미처 갱신되지 않은 데이터를 사용하는 경우가 많으므로 전체적으로는 연산량 대비의 수렴 속도는 느릴 수 있다 그러나 각 프로세서는 거의 유휴 시간이 없이 연산을 수행하므로 wall clock time은 동기 알고리즘보다 적게 걸리며, 때로는 50%까지 빠른 결과도 보고되고 있다 그러나 현재까지의 연구는 모두 어떤 수렴조건을 만족하는 선형 시스템의 해법에 국한되어 있으며 비교적 구현하기 쉬운 공유 메모리 시스템에서의 연구만 보고되어 있다. 본 연구에서는 행렬의 주요 고유쌍을 구하는 데 있어 비동기 반복법의 적용 가능성을 타진하기 위해 우선 이론적으로 단순한 멱승법을 사용하여 실험하였고 그 결과 순수한 비동기 반복법은 수렴하기 어렵다는 결론을 얻었다 그리하여 동기 알고리즘에 비동기적 요소를 추가한 혼합 병렬 알고리즘을 제안하고, MPI(Message Passing Interface)를 사용하여 수원대학교의 Hydra cluster에서 구현하였다. 그 결과 특정 노드의 성능이 다른 것에 비해 현저하게 떨어질 때 전체적인 알고리즘의 수렴 속도가 떨어지는 것을 상당히 완화할 수 있음이 밝혀졌다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.27 no.12
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• pp.967-973
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• 2000

본 논문에서는 신뢰할 수 없는 고장추적 장치로 구성된 비동기적 분산 시스템 하에서 선출(election) 문제와 합의(consensus) 문제의 관련성에 관하여 연구하고자 한다. 먼저 선출 문제는 합의 문제보다 더욱 어려운 문제임을 보인다. Chandra와 Toueg는 [8]에서 합의 문제는 비동기적 분산 시스템에서 신뢰할 수 없는 고장 추적 장치(unreliable failure detector)를 이용하여 해결 할 수 있음을 언급하였다. 그러나, 합의 문제와는 대조적으로 선출 문제는 시스템 상에서 단 한 개의 노드가 죽은 경우에도 신뢰 할 수 없는 고장 추적 장치를 이용하여 선출 문제를 해결할 수 없다. 이는 선출 문제는 합의의 문제보다 더욱 어려운 문제임을 의미한다. 보다 엄격하게 표현하자면, 선출 문제를 해결하는데 필요한 가장 약한 고장 추적 장치 (perfect failure detector) 이어야 하는 것으로, 이는 합의 문제를 해결하는데 필요한 가장 약한 고장 추적 장치보다 확실히 강한 것이다. 선출 문제가 합의 문제보다 어렵다는 것을 보이기 위해 축소(reduction) 프로토콜을 이용한다.

• The Transactions of the Korea Information Processing Society
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• v.7 no.12
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• pp.3815-3820
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• 2000

This paper is about the minimum requirements to solve the Election problem in asynchronous distributed systems. The focus of the paper is to find out what failure detector is the weakest one to solve the Election problem. We first discuss the relationship between the Election problem and the Consensus problem in asynchronous distributed systems with unreliable failure detectors and show that the Election problem is harder than the Consensus problem. More precisely, the weakest failure detector that is needed to solve this problem is a Perfect Failure Detector. which is strictly stronger than the weakest failure detector that is needed to solve Consensus.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.8A no.4
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• pp.439-446
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• 2001

The main stream of parallel programming today is using synchronous algorithms, where processor synchronization for correct computation and workload balance are essential. Overall performance of the whole system is dependent upon the performance of the slowest processor, if workload is not well-balanced or heterogeneous clusters are used. Asynchronous iteration is a way to mitigate such problems, but most of the works done so far are for shared memory systems. In this paper, we suggest and implement a parallel large sparse linear system solver that improves performance on distributed memory systems like clusters by reducing processor idle times as much as possible by asynchronous iterations.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.28 no.7
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• pp.356-371
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• 2001

본 논문에서는 비동기식 상위수준합성기 제작의 일환으로 효율적인 비동기식 제어부의 자동생성에 관한 방법을 제안한다. 제안된 방법은 목적시스템의 사양으로써 주어진 제어데이터흐름그래프로부터 일련의 체계적인 변환과정을 통하여, 제어부를 구성할 제어회로들에 대응하는 계층적으로 분할된 비동기식 유한상태기들의 집합을 유도한다. 유도된 비동기식 유한상태기들은 현존하는 비동기식 제어회로 합성기를 통하여 해저드 없는 비동기식 제어회로들로 합성되며, 이들은 상호간에 4단계 핸드셰이킹에 기반한 신호교환을 통하여 동작하면서 전체 시스템을 제어하는 계층적으로 분할된 비동기식 제어부를 구성한다. 획득한 제어부는 계층.분산적이며, 면적, 성능 및 합성시간의 측면에서 기존방식을 통하여 생성한 제어부에 비해 우월하다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.768-770
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• 1998

동기적 검사점(synchronous checkpoiting)기법, 인과적 메시지 로깅(causal message logging)과 향상된 회복 비동기성(improved asynchronism during recovery)을 제공하는 복귀회복(rollback recovery) 기법을 적용하여 자바 메시지 전달 시스템(java massage passing system)에서 수행하는 병렬 에플리케이션들에게 저 비용의 결함 포용성에 따라, 통신망으로 연결된 이질형 (fault-tolerance)(heterogeneous) 컴퓨터들을 이용하는 대규모 분산 시스템들은 아주 효율적인 병렬 컴퓨팅 환경을 제공해준다. 그러나, 이러한 분산 시스템들의 규모가 커짐에 따라 고장률 (failure rate)도 그 만큼 중요하게 된다. 따라서, 고장률이 높은 대규모 분산 시스템들에게 좀더 효율적인 결함 포용성을 제공하는 기법들이 필요하다. 또한, 대규모분산 시스템들은 이질형 컴퓨터들로 구성되어 있기 때문에, 결함 포용성을 제공하는 소프트웨어 패키지들은 플랫폼 독립적(platform independent)이어야 한다. 이러한 문제점은 높은 이식성(portability)을 가지고 있는 자바 언어로 구현함으로써 해결될 수 있다. 따라서, 본 논문은 자바 메시지 전달 시스템에서 수행되는 병렬 애플리케이션들에게 동기적 검사점 기법, 인과적 메시지 로깅과 향상된 비동기성을 제공하는 복귀회복 기법을 높은 이식성을 가진 자바언어로 구현하여 저 비용으로 결함 포용성을 제공하고자 한다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.5 no.2
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• pp.247-262
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• 1999

이동 컴퓨팅 환경의 특징은 대역폭의 제약과 잦은 접속의 단절이다. 앞으로 이동 컴퓨팅에 대한 요구는 증가할 것이며 이동 컴퓨팅 환경을 극복할 수 있고 동적으로 적응할 수 있는 서비스를 필요로 한다. RPC(Remote Procedure Call)는 동기적이며 믈록(block)상태를 유발시키는 통신 구조로 분산 응용 프로그램을 작성하기 위한 환경을 제공한다. M-RPC(Mobile RPC) 는 RPC를 이동 컴퓨팅 환경에 맞도록 확장한 것이다. MOM(Message Oriented Middleware)은 분산 통신을 위한 미들웨어로서 분산 프로세스들간에 동기적 또는 비동기적 상호 작용을 지원하는 peer-to-peer 분산 컴퓨팅 모형으로 특징지워진다. 본 논문은 기존 MOM 시스템을 기반으로 하여 이동 컴퓨팅 환경을 지원하는 M-MOM(Mobile-MOM) 시스템을 제안하고 자바 언어로 구현하여 성능을 평가한다. M-MOM 환경에서 이동 호스트(mobile host)에서 실행되는 응용 프로그램과 고정 호스트(fixed host)에서 실행되는 메시지 큐 관리자는 베이스 스테이션(Base Station)에서 실행되는 메시지 에이전트를 통해 메시지 큐 관리자와 동적으로 연결된다. 비동기적인 서비스를 지원하는 M-MOM은 동기적인 서비스만을 지원하는 M-RPC 보다 이동 컴퓨팅 환경을 보다 효과적으로 극복할 수 있는 서비스를 지원한다.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.8B no.3
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• pp.283-287
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• 2001

컴퓨터를 이용한 협동작업은 공간적으로 분산되어 있는 여러 작업자들이 동기적 EH는 비동기적으로 협력할 수 있게 함으로써 보다 신속하고 정확하게 작업을 진행할 수 있게 한다. 최근의 협동작업 분야의 급속한 발전은 이제 더 이상 웹 상에서의 협동작업 도구를 메일, 채팅, 화이트보드, 화상회의 등에 한정하지 않고 웹 응용 프로그램들을 협동작업 도구에 포함시키기에 이르렀다. 본 논문에서는 공간적으로 분산되어 있는 여러 작업자들이 상용 웹 브라우저를 이용하여 웹 문서와 웹 데이터베이스 내용을 공유함으로써 보다 효율적인 협동작업을 할 수 있는 시스템을 소개한다. 본 논문에서 소개하는 시스템은 주소 동기화(URL Synchronization), 스크롤 동기화(Scroll Synchronization) 및 윈도우 크기 동기화(Window Size Synchronization) 기능을 제공하여 사용자들이 서로 다른 터미널에서 웹 브라우저를 동기적으로 이용할 수 있게 한다. 주소 동기화는 인터넷 브라우징의 이동과 방향을 동기적으로 제어해주고, 폼 동기화는 웹 페이지 입력을 실시간으로 보여준다. 스크롤 동기화는 웹 페이지의 스크롤을 동기적으로 제어하여 웹 브라우저의 출력 내용이 길어질 경우에도 문서 안의 같은 부분을 공유 할 수 있게 하며 윈도우 크기 동기화는 윈도우의 길이와 넓이를 맞춰준다.