• 제목/요약/키워드: 연산지연

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플래시 메모리 상에서 지연 갱신을 이용한 B-트리의 효율적인 구현 (An Efficient Implementation of B-Tree Using Lazy Update on Flash Memory)

  • 김보경;유민희;이동호
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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    • pp.69-72
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    • 2011
  • 플래시 메모리 기반의 저장 시스템은 빠른 접근 속도, 작고 가벼운 특성, 저전력 소모 등의 이유로 하드 디스크를 대체하는 저장 매체로 주목 받고 있다. 플래시 메모리는 하드 디스크와 다르게 읽기 쓰기 소거 연산이 필요하며 수혈 단위와 수혈 시간 이 비대칭적이다. 또한 제자리 갱신이 불가능하기 때문에 가장 느린 소거 동작을 선행하여 갱신 연산을 수행한다. 기존 호스트 시스템은 읽기 쓰기 연산 만을 수행하기 때문에 플래시 메모리를 바로 사용하기 위해서는 별도의 소프트웨어 중간 계층인 플래시 전환 계층이 필요하다. 그러나 디스크 기반의 B-트리를 플래시 전환 계층 위에서 인덱스로 사용하면 B-트리 특성상 제자리 갱신이 빈번하게 발생하기 때문에 성능 저하가 발생한다. 따라서 플래시 메모리 특성을 고려한 새로운 인덱스 구조가 필요하게 되었다. 플래시 메모리 전용의 인덱스 ${\mu}$-트리와 LSB-트리가 제안 되었지만, ${\mu}$-트리는 페이지 관리의 비효율성, LSB-트리는 임시 노드 관리 추가 비용의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서 ${\mu}$-트리와 LSB 트리의 문제점을 해결하기 위하여 지연 갱신을 이용한 B-트리를 제안한다. 제안하는 인덱스는 변경이 일어나는 노드를 메모리에 적재시켜 데이터 삽입 시 노드 갱신을 지연시키고 노드 분할 없이 데이터의 순차 삽입을 처리하여 검색 및 쓰기 성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 관련 연구인 ${\mu}$-트리와 LSB-트리를 수식을 통하여 제안하는 인덱스 구조의 우수성을 보인다.

중복 데이터베이스 시스템에서 낙관적인 원자적 방송을 이용한 동시성제어 기법 (A Concurrency Control Technique Using Optimistic Atomic Broadcast In Replicated Database Systems)

  • 최희영;황부현
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제8D권5호
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    • pp.543-552
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    • 2001
  • 중복 데이터베이스 시스템에서 트랜잭션을 처리하기 위해서 원자적 방송이 주로 사용된다. 그런데 원자적 방송을 사용할 경우에는 트랜잭션을 처리하기 전에 먼저 서버들 사이에 조정단계가 선행되어야 하므로 트랜잭션 지연과 같은 문제점이 있다. 이 논문에서는 원자적 방송을 사용하여 트랜잭션을 처리할 경우에 발생되는 트랜잭션 지연문제를 해결할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 이를 위해서 제안된 알고리즘에서 트랜잭션은 낙관적인 방법을 이용하여 처리하고, 판독연산은 트랜잭션이 제출된 사이트에서 수행된다. 그리고 기록연산은 중복된 모든 사이트에서 원자적으로 갱신이 이루어지도록 한다. 이렇게 함으로써 각 사이트의 클라이언트가 지역 데이터베이스에 제출한 연산을 모든 사이트에서 독립적으로 수행할 수 있게 되어 병행성이 향상되고 트랜잭션의 지연이 방지된다. 또한 트랜잭션이 직렬가능성은 완료 검사 단계에서 트랜잭션의 순서번호를 검사함으로서 보장되도록 한다.

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최종 배선을 고려한 연산 회로 합성 (Layout-Aware Synthesis of Arithmetic Circuits)

  • 엄준형;김태환
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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    • pp.664-666
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    • 2002
  • 현대의 Deep-Sumicron Technology(DSM)에서 배선은 논리 구성 요소들보다 더욱 중요한 위치를 차지 하게 되었다. 최근에, [2]는 연산 회로를 합성하기 위해 비트 단위의 최적 지연시간의 partial product reduction tree(PPRT)를 생성하는 방법을 제시하였고, 이는 현재의 최적 지연시간을 갖는 회로를 능가한다. 그러나, [2]를 포함하는 기존의 합성방법에서는, 합성의 복잡함이나, 배선에서 발생하는 여러가지 예상치 못하는 문제등으로 인하여 최종 배선을 고려하지 못하는 회로를 생성하며, 이는 길고 복잡하며, 특정한 부분에 밀집 되어 있는 배선을 형성하는 결과를 낳게 된다. 이러한 제한점을 극복하기 위하여, 우리는 carry-save-adder(CSA)를 이용한 새로운 모듈 함성 알고리즘을 제시한다. 이는 단지 상위 단계에서의 회로의 지연시간만을 고려한 알고리즘이 아니라, 이후의 배선을 고려하여 최종 배선에서 규칙적인 배선 토폴로지를 생성한다.

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낸드 플래시 메모리 기반 멀티미디어 파일 시스템에서의 효율적인 페이지 할당 및 회수 기법 (An Efficient Page Allocation and Garbage Collection Scheme for a NAND Flash Memory-based Multimedia File Systems)

  • 한준영;김성조
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (B)
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    • pp.289-293
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    • 2007
  • 낸드 플래시 메모리는 특성상 덮어 쓰기가 불가능하기 때문에 유효하지 않는 데이터가 저장된 더티(Dirty) 상태의 페이지를 삭제 연산을 통해 클린(Clean) 상태로 만든 후 데이터를 써야 한다. 더티 페이지가 낸드 플래시 메모리에 많이 존재하면 파일을 쓸 때 많은 블록을 삭제해야 하기 때문에 쓰기 지연 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 일정한 쓰기 지연 시간을 보장하는 새로운 페이지 할당 및 회수 기법을 제안한다. 파일이 삭제될 때 더티 상태인 페이지를 삭제함으로써 클린 상태로 변경하여 낸드 플래시 메모리에 쓰기 지연 시간을 길게 만드는 더티 페이지가 없는 상태로 유지한다. 또한 삭제 연산은 블록 단위로 수행되므로 삭제할 블록의 유효한 페이지를 다른 블록으로 복사해야 하기 때문에, 페이지를 할당할 때 한 블록에 가급적 적은 개수의 파일을 저장하는 알고리즘을 제시한다.

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Multiplexer와AOP를 적응한 $GF(2^m)$ 상의 승산기 설계 (The Design of $GF(2^m)$ Multiplier using Multiplexer and AOP)

  • 변기영;황종학;김흥수
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권3호
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    • pp.145-151
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    • 2003
  • 본 논문에서는 고속의 연산동작과 낮은 회로 복잡도를 갖는 새로운 GF(2/sup m/)상의 승산기를 제안한다. 유한체 연산은 다항식 승산과 기약다항식을 적용한 모듈러 연산에 의해 전개되며, 본 논문에서는 이 두 과정을 분리하여 다루었다. 다항식 승산연산은 Permestzi의 기법을 토대로 전개하였고 기약다항식은 AOP로 하였다. 멀티플렉서를 사용하여 GF(2/sup m/)상의 승산회로를 구성하였고, 회로 복잡도와 지연시간을 타 논문과 비교하였다. 제안된 승산기는 낮은 회로 복잡도와 지연시간을 보이며, 회로의 구성이 정규성을 가지므로 VLSI 구현에 적합하다.

GF(2$^{m}$ )상에서 효율적인 Power-Sum 연산을 위한 시스톨릭 구조의 설계 (Systolic Architecture for Efficient Power-Sum Operation in GF(2$^{m}$ ))

  • 김남연;김현성;이원호;김기원;유기영
    • 한국정보보호학회:학술대회논문집
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    • 한국정보보호학회 2001년도 종합학술발표회논문집
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    • pp.293-296
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    • 2001
  • 본 논문은 GF(2$^{m}$ )상에서 파워썸 연산을 수행하는데 필요한 새로운 알고리즘과 그에 따른 병렬 입/출력 구조를 제안한다. 새로운 알고리즘은 최상위 비트 우선 구조를 기반으로 하고, 제안된 구조는 기존의 구조에 비해 낮은 하드웨어 복잡도와 적은 지연을 가진다. 이는 역원과 나눗셈 연산을 위한 기본 구조로 사용될 수 있으며 암호 프로세서 칩 디자인의 기본 구조로 이용될 수 있고, 또한 단순성, 규칙성과 병렬성으로 인해 VLSI 구현에 적합하다.

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데스크탑 그리드 환경에서 데스크탑 가용성 기반 마코브 작업 스케줄링 기법 (Markov Job Scheduling Scheme based on Desktop Availability in Desktop Grid Computing Environment)

  • 변은정;박학수;박찬열;최장원;정순영;황종선
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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    • pp.991-993
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    • 2005
  • 데스크탑 그리드(Desktop Grid) 환경에서는 자원 제공자인 데스크탑의 자율적 연산 참여와 탈퇴를 허용하기 때문에 기존 데스크탑 그리드 시스템들은 연산 도중 잦은 중단으로 인해 연산의 완료 시간이 지연되고, 연산 수행의 신뢰성이 저하되며 연산의 완료를 보장하지 못하고 있다. 기존의 데스크탑 그리드 시스템들은 이러한 데스크탑의 동적 특성을 반영하지 못하고 있을 뿐만 아니라 데스크탑의 연산 수행 양식을 고려하지 않아 시스템의 안정성과 성능이 저하되었다. 신뢰성 높은 연산 수행을 지원하고, 데스크탑의 비예측적 연산 수행 속성을 극복하기 위해서는 데스크탑의 동적인 특성인 휘발성(volatility)을 고려한 스케줄링이 필요하다. 본 논문에서는 휴리스틱 접근을 통해 동적으로 가변하는 데스크탑의 상태를 보다 정확하게 모델링 하는 가용성 기반 마코브 작업 스케줄링 기법을 제안한다. 제안 기법은 데스크탑의 가용성을 기반으로 과거 연산 수행에 대한 패턴을 확률 모델링하여 미래 연산 수행 유형을 예측함으로써 연산 수행 도중의 불안정한 자원 제공 현상을 완화시키며 안정적인 스케줄링을 지원하여 시스템의 신뢰성과 성능을 향상시킨다.

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$GF(2^m)$상의 AOP 기반 비-시스토릭 병렬 $AB^2+C$연산기 (A Base AOP Bit-Parallel Non-Systolic for $AB^2+C$ Computing Unit for $GF(2^m)$)

  • 황운택
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권9호
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    • pp.1538-1544
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    • 2006
  • 본 논문은 $GF(2^m)$상의 n차 기 약 AOP를 적용하여 비-시스토릭 병렬 $AB^2+C$ 연산기를 제안한다. 본 논문에서 제안한 연산기 회로는 AND게이트와 EX-OR 게이트만을 사용하여 설계되어지며, 설계된 회로는 기약 AOP의 특성을 이용하여 게이트를 사용하지 않고 결선으로만 연결되어 게이트 및 지 연시간이 없는 순환이동과, m개의 AND 게이트와 m개의 EX-OR게이트를 필요로 하는 승산연산, EX-OR게이트로만 구성되어지는 멱승연산, 승산연산과 멱승연산을 이용한 파워섬연산 및 가산연산 등이 사용된다. 제안된 연산기 법은 AND게이트와 EX-OR게이트만을 사용함으로 고속의 데이터 처리, 저전력 및 집적화 등의 장점이 있으며, $T_A+(1+[log^m_2])T_X$의 연산 지연시간을 갖는다.

NAND 플래시 메모리 기반 저장시스템을 위한 하이브리드 해시 인텍스 (Hybrid Hash Index for NAND Flash Memory-based Storage System)

  • 유인희;김보경;이동호
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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    • pp.21-24
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    • 2011
  • 최근 NAND 플래시 메모리는 가벼운 무게, 적은 전력소모, 온도 및 충격에 강한 내구성 때문에 하드디스크를 대체할 저장 매체로 주목 받고 있다. 하지만 NAND 플래시 메모리는 비대칭적인 읽기 쓰기 소거 연산 처리 속도와 제자리 갱신이 불가능한 물리적인 특징으로 인해 디스크 기반의 대표적인 인덱스 구조 중의 하나인 해시 인덱스 구조를 NAND 플래시 메모리 상에 구현하였을 때, 레코드가 빈번하게 삽입, 삭제, 갱신되면 대량의 제자리 갱신이 발생하여 플래시 메모리에서 느린 쓰기 연산과 소거 연산이 수행되어 성능이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 성능 저하를 피하기 위하여 버켓 오버플로우 발생 시 분할 연산을 수행하지 않고, 최대한 지연시킴으로써 쓰기 연산을 줄이는 인덱스 구조를 제안한다. 또한, 각 버켓에 대한 오버플로우 버켓의 갱신 및 삭제 비율에 따라 적응적으로 오버플로우 버켓을 할당하여 추가적인 읽기 쓰기 연산을 줄인다. 본 논문은 기존의 해시 인덱스 구조를 예제 및 수식을 통하여 제안하는 인덱스 구조의 우수성을 보인다.

CSA를 사용한 고속 MD5 프로세서 구현 (Implementation of high speed MD5 processor using CSA)

  • 윤희진;정용진
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2002년도 춘계학술발표논문집 (하)
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    • pp.837-840
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    • 2002
  • 본 논문에서는 해쉬 함수를 바탕으로 한 메시지 인증 코드 중의 하나인 MD5 를 하드웨어로 설계하였다. MD5 는 block-chained digest 알고리즘으로 64 단계의 동일한 단계 연산 구조를 가지므로 가장 기본적인 연산 한 단계를 구현하여 반복적으로 수행하는 구조로 설계하였다. 단계 연산구조 내에서는 연속된 32bit 덧셈 연산이 이루어지는데 기존의 CLA(carry-lookahead-adder)만을 사용하여 구현한 구조 대신 본 논문에서는 CSA(carry-save-adder)와 CLA 를 혼용하였다. 덧셈연산의 결과는 순서와 상관없기 때문에 연산자의 덧셈 순서를 리스케줄링 하였으며, 이는 기존의 CLA 만을 이용한 방법과 비교하여 최장지연 경로를 15% 줄여 훨씬 빠르게 연산을 수행하고, 전체 면적도 30%를 줄일 수 있었다. 결과적으로 본 논문에서 제안하는 구조는 지금까지 나온 어떤 MD5 프로세서 보다 작고 빠른 프로세서를 구현 할 수 있을 것으로 판단된다.

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