• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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• pp.415-418
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• 2019

최근 사용자 대화형(user-interactive) 응용들은 OS에게 많은 양의 메모리를 빈번하게 요구한다는 특징을 보인다. 응용의 메모리 할당 요청이 발생하면 OS는 할당할 페이지의 초기화 작업을 필수적으로 수행하는데, 빈번하게 발생하는 페이지 초기화 작업이 응용의 성능을 저하시키고 있다. 기존 리눅스 기반 시스템은 페이지 초기화 지연을 단축하기 위해 CPU의 캐시에 매핑되어 있어서 초기 값을 빠르게 쓸 수 있는 페이지인 캐시-핫(cache-hot) 페이지를 우선적으로 할당한다. 하지만 기존 리눅스는 각 코어별로 캐시-핫 페이지를 인식하고 관리하며, 다른 코어가 관리하는 캐시-핫 페이지에는 접근할 수 없다. 이러한 정책 때문에 다른 코어가 공유 캐시(shared cache)에 매핑된 캐시-핫 페이지를 관리하고 있더라도, 이를 할당받지 못하고 캐시-콜드(cache-cold) 페이지를 할당받는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 별도로 인식하고 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 모든 코어가 활용할 수 있게 하여, 응용이 캐시-핫 페이지를 할당받을 확률을 기존 기법보다 높이는 향상된 캐시-핫 페이지 할당 기법을 제안한다. 제안된 기법은 페이지 할당 요청이 발생하면 먼저 각 코어의 사유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 우선적으로 할당하고, 할당에 실패하면 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 할당한다. 이를 통해 캐시-핫 페이지를 할당받을 확률을 기존 기법보다 높이고, 결과적으로 평균 페이지 초기화 지연을 단축한다. 제안된 기법을 리눅스 커널 4.18.10버전 기반 환경에서 구현하여 실험한 결과, 평균 페이지 초기화 지연이 기존 리눅스 시스템과 비교하여 약 7% 단축되었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.306-307
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• 2003

기존의 WDM용 실리콘 파브리-페로 파장 가변 필터의 경우는 E-beam 박막 증착이나 CVD 박막 증착법을 사용하여 두께 제어가 잘 이루어지지 않았고, 제작된 실리콘 파브리-페로 필터의 굴절율을 변화시키기 위한 패턴이 고가의 백금(Pt)으로 이루어졌다. 이에 수 nm로 박막 두께를 제어해보고, 고가의 백금이 아닌 저가의 물질을 이용하여 온도제어를 이루어 보고자 하였다. (중략)

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.583-593
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• 2007

본 논문에서는 플래시 메모리 기반의 가상 메모리 시스템에서 페이지 부재를 처리하는 과정에 있어서 플래시 메모리에 대한 삭제연산을 줄여 시스템에서의 전력 소모를 줄일 수 있고 플래시 메모리를 균등하게 사용함으로써 플래시 메모리의 마모도 평준화 정도를 좋게 할 수 있는 CFLRU/C, CFLRU/E, DL-CFLRU/E 페이지 교체 알고리즘을 연구하였다. 제안한 기법은 메인 메모리의 페이지를 클린 페이지와 더티 페이지로 구분하고 가장 오랫동안 사용되지 않았던 페이지들 중에서 클린 페이지를 빅팀으로 선택한다. 이때, 클린 페이지가 없다면 CFLRU/C 기법은 정해진 윈도우 내에서 참조 횟수가 가장 적은 더티 페이지를 빅팀으로 선택하고, CFLRU/E 기법은 페이지가 속한 블록의 삭제 연산 횟수가 적은 더티 페이지를 빅팀으로 선택한다. DL-CFLRU/E 기법은 클린 페이지 리스트와 더티 페이지 리스트를 따로 관리하며 페이지 부재가 발생할 때 우선 클린 페이지 리스트에서 클린 페이지를 선택하며, 클린 페이지 리스트가 빈 경우, 더티 페이지 리스트에서 블록 삭제 연산 횟수가 적은 페이지를 선택한다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해서 제안한 기법이 기존 기법들(LRU, CFLRU)보다 플래시 메모리의 삭제 연산을 줄일 수 있었고, 마모도 평준화 정도를 향상시킬 수 있음을 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (3)
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• pp.97-99
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• 2000

운영체제의 성능을 향상시키기 위해서는 효율적인 메모리 관리가 필수적이다. 시스템에서는 존재하는 크기의 메모리보다 더 큰 크기의 메모리 공간을 요구하는 경우가 빈번히 발생한다. 이 문제를 극복하기 위해서 운영체제에서는 가상 메모리(virtual memory)를 사용한다. 리눅스 가상 메모리 지원 방식에는 요구 페이징(demand paging), 스왑핑(swapping), 공유 가상 메모리(shared virtual memory)가 있다. 이런 방식을 효율적으로 지원하기 위해서 리눅스는 캐시를 사용한다. 본 논문에서는 페이지 해시 리스트에서 페이지를 찾는 알고리즘을 수정하여 새로운 페이지 캐시 관리 기법을 제안한다. 이 방법은 탐색한 페이지를 해시 리스트의 헤드(head)로 옮김으로써 다음 탐색 때 그 페이지를 찾는데 필요한 탐색 회수를 줄일 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 다른 프로세스에 의해서 동시에 많이 참조되는 페이지들은 탐색시간이 줄어들게 된다. 시뮬레이션 프로그램을 통해 본 논문에서 제안한 수정된 페이지 캐시 관리 기법을 이용하면, 기존의 방법에 비해서 페이지를 찾는데 필요한 탐색 회수와 탐색 시간의 측면에서 성능이 향상됨을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (A)
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• pp.42-44
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• 2000

TLB 성능을 높이기 위한 기존의 3가지 주요 연구방향은, TLB 엔트리 계수를 최대한 증대 시키는 방법, 페이지 크기(page size)를 크게 증대 시키는 방법, 다중 페이지 크기(multiple page sizes)을 지원하는 방법 등의 연구가 제시되어 왔다. 이러한 방법들 중 다중 페이지 크기를 지원하는 방법이 가장 우수한 성능을 제공하는 방법이지만, 이작 어떠한 운영체제(operting system)도 다중 페이지를 사용자(user) 영역까지 지원하고 있지는 않은 상태이다. 따라서 다중 페이지의 효과를 살리기 위해 운영체제의 도움 없이 이중 페이지를 지원하면서 낮은 가격(low cost)으로 높은 성능(high performance) 향상을 보일 수 있는 새로운 듀얼(dual) TLB 구조와 운영 방법을 제안하고자 한다. 제안하는 듀얼 TLB 구조는 작은 페이지 크기( small page size)를 지원하는 완전 연관TLB와 큰 페이지 크기(large page size)를 지원하는 완전 연관TLB로 구성된다. 제시된 구조는 기존의 많은 엔트리 개수를 지원하는 TLB와의 성능 비교분석 결과를 통해 볼 때, 작은 엔트리 개수를 가지면서도 거의 같은 성능을 보임을 알 수 있다. 또한 동일 한 TLB 면적 크기로 기존 방식의 접근 실패율을 90%정도 감소시키는 성능을 제시하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.246-249
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• 2011

페이징을 이용한 가상 메모리 환경에서는 프로세스가 사용하는 가상 페이지가 임의의 물리 페이지로 매핑이 되므로 캐시 인덱스 충돌로 인한 캐시 미스율이 증가한다. 이를 하드웨어의 지원 없이 해결하기 위해 페이지 컬러링 기술은 처음 연구되기 시작하였고, 지금까지도 꾸준히 연구되고 있다. 이러한 페이지 컬러링 기술은 컬러링 정책을 먼저 정해놓고 컬러링을 하는 정적 페이지 컬러링, 그리고 동적프로파일링을 통해 프로세스의 데이터 영역 접근 패턴을 파악하고 이를 통해 실시간 컬러링을 하는 동적 페이지 컬러링으로 나눌 수 있다. 하지만 두 가지 방법 모두 다음과 같은 단점이 존재한다. 먼저 정적 페이지 컬러링은 프로세스의 동작을 프로파일링 할 수 없기 때문에 컬러링으로 인한 효율을 극대화시킬 수 없고, 동적 페이지 컬러링은 동적 프로파일링을 하고 이를 통해 재컬러링(recoloring) 하는 오버헤드가 존재한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 논문에서는 실행 코드 영역 프로파일링을 통한 MFU(Most Frequently Used) 기반 페이지 컬러링 기법을 제안한다. 이 기법은 동적으로 프로세스 코드 영역을 프로파일링 하여 실행 점유율이 높은 영역을 알아낸 뒤, 이를 기반으로 정적 페이지 컬러링을 하는 방식이다. 따라서 본 논문에서 제안한 기법은 기존의 기법들이 가진 단점을 해결하고, 캐시 성능을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권12호
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• pp.1486-1494
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• 2015

스마트폰과 같은 모바일 기기가 널리 보급됨에 따라 사용자들은 모바일 기기 응용들을 사용하면서 빠른 응답성을 제공받기를 바란다. 하지만 모바일 기기 응용들은 종종 사용자가 기대하는 수준의 응답성을 제공하지 못한다. 응답성을 저해하는 주 원인들 중 하나는 과도한 페이지 폴트 발생에 따른 대화형 태스크 수행의 지연이다. 이는 대화형 태스크의 상주 페이지(resident page)들이 비대화형 태스크와의 페이지 캐시 경쟁에 의해 더욱 빈번히 희생될 페이지(victim page)으로 선정되어 스토리지로 쫓겨나기 때문이다. 이 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 프레임워크 지원 선별적 페이지 보호 기법을 제시한다. 제안한 기법은 프레임워크 레벨에서 대화형 태스크를 식별하고 이를 커널에 전달하여 페이지 replacement 시에 대화형 태스크의 페이지를 보호하고, 사용자 입력 처리 중에 발생하는 페이지 폴트를 줄인다. 실험 결과 제안된 기법은 기존 시스템에 비해 페이지 폴트 횟수를 37% 감소시켰고, 응답시간을 11% 단축할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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• pp.55-57
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• 2002

Linux는 페이지 기반의 가상 메모리 시스템이다. 따라서 메모리가 부족할 때에는 페이지 대치 알고리즘(page replacement algorithm)에 의해 선택된 페이지가 하드디스크로 대치되게 된다. 실시간 시스템에서 이와 같은 페이지 대치가 발생하면 실시간 제약조건을 만족하지 못할 가능성이 크므로 실시간 시스템에서는 이에 맞는 대치 알고리즘이 개발되어야 한다. 본 논문에서는 연성 실시간 시스템에 적합한 N-Chance 기법을 이용한 새로운 페이지 대치 알고리즘을 제안하고 성능을 평가하였다. 새로운 페이지 대치 알고리즘은 기존의 Linux에서 사용하는 second chance 알고리즘을 수정한 것이다. 기존의 알고리즘은 페이지를 대치함에 있어서 사용되지 않는 페이지에 2번의 기회를 준 후 하드디스크로 쫓아내는 방법인데 반하여 본 논문에서 제안하는 방법은 페이지를 사용하는 프로세스가 실시간 프로세스인지 아닌지에 따라서 기회를 주는 횟수를 달리하는 방법이다. N-chance 알고리즘을 사용했을 경우 실시간 제약 조건을 비교적 충족시키면서도 무조건적인 lock으로 인한 메모리 사용의 부담을 줄일 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (B)
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• pp.597-599
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• 2003

웹 상의 정보는 여러 페이지들에 걸쳐 표현되고 있으나 대부분의 웹 브라우저는 웹 페이지 단위로 정보를 다루고 있기 때문에 사용자는 원하는 정보를 얻기 위해 여러 웹 페이지들을 방문해야 한다. 본 논문에서는 사용자의 요구에 부합되는 정보를 검색해 여러 페이지 상에 흩어져 있는 정보들에 대해 쉽게 이해할 수 있도록 컬렉션 페이지를 제공한다. 컬렉션 페이지는 검색된 웹 페이지들의 링크 관계를 제공하여 페이지들 사이에서의 정보의 구성을 알 수 있게 하고, 관련도 높은 페이지들의 주요 내용을 미리 가져와 보여 줌으로써 정보에 대한 접근성을 높인다. 이를 위해 페이지 안에서 시각적으로 구분되는 동일한 주제의 정보를 담은 블록을 의미 구역으로 정의하고 웹 페이지를 실제 정보의 단위인 의미 구역으로 나누었다. 또한 의미 구역단위의 검색으로 여러 주제의 정보를 담고 있는 웹 페이지에 대한 검색 결과의 정확성을 높인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.271-273
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• 2003

본 논문은 JFFS2 플래쉬 파일 시스템에 적합한 페이지 캐쉬 구조를 제안한다. JFFS2 플래쉬 파일 시스템은 공간활용을 높이기 위해 데이터를 압축 저장하므로 기존 리눅스의 페이지 캐쉬가 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나 멀티미디어 파일과 같이 비압축과 순차읽기 특성을 보이는 데이터는 플래쉬 메모리의 빠른 읽기 속도와 낮은 캐쉬적중률로 인해 기존 페이지 캐쉬는 문제점을 보인다. 본 논문에서는 JFFS2 플래쉬 파일 시스템에서 사용하는 리눅스의 페이지 캐쉬를 기술하고 문제점을 분석한다. 그리고 기존 연구에서 제시된 저전력 소모를 위한 페이지 캐쉬 구조에 기반하여 throughput 향상을 위한 페이지 캐쉬 사용 기법을 제시하고 평가한다.