• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06a
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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.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06c
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• pp.69-74
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• 2007

플래시 메모리는 하드디스크와 다른 물리적 특성을 가지고 있다. 대표적으로 덮어쓰기가 되지 않고 데이터를 읽고 쓰는 단위와 지우는 단위가 서로 다르다. 이러한 물리적 제약을 소프트웨어적으로 보완해주기 위해서 플래시 메모리를 사용하는 시스템에서는 대부분 Flash Translation Layer (FTL)을 사용한다. 지금까지 FTL 알고리즘의 대부분이 임의 쓰기 패턴보다 순차 쓰기 패턴에 훨씬 더 효율적으로 작용한다. 그러나 B-트리와 같은 자료구조에서는 일반적으로 순차 쓰기 패턴 보다는 임의 쓰기 패턴이 발생된다. 따라서 플래시 메모리상에서 B-트리를 관리할 경우 FTL에 비효율적인 쓰기 패턴을 생성하게 된다. 본 논문에서는 플래시 메모리상에서 B-트리와 같은 자료구조를 효율적으로 저장 관리하기 위한 새로운 방식을 제안한다. 새로운 방식은 B-트리에서 발생되는 임의 쓰기를 플래시 메모리상의 버퍼를 이용하여 FTL에 효율적인 순차 쓰기를 발생시킨다. 실험 결과, 본 논문에서 제안하는 방식은 기존의 방식보다 플래시 메모리에서 발생되는 쓰기 및 블록소거 연산 횟수를 60%이상 감소시킨다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2006.11a
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• pp.333-336
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• 2006

플래시 메모리는 휴대폰과 PDA 와 같은 이동 기기에서 저장 장치로 널리 사용되고 있다. 또한 기가바이트(GB) 단위의 대용량화로 인해 노트북과 개인용 컴퓨터에서 보조기억장치로 사용되고 있다. 요즘에는 대용량의 데이터를 효율적으로 다루기 위한 B+트리와 같은 자료구조를 플래시 메모리상에서 저비용의로 구현하려는 연구들이 이루어지고 있다. 지금까지의 연구에서는 플래시 메모리에서 B+트리를 구축할 때 노드 크기를 플래시 메모리의 섹터(sector) 크기로 사용해왔다. 본 논문에서는 노드 크기가 플래시 메모리의 섹터 크기보다 더 커졌을 경우, 플래시 메모리에서 구현되는 B+트리의 구축성능과 검색성능 그리고 저장 공간 사용량을 비교 분석한다. 키 삽입 시 정렬 알고리즘과 비정렬 알고리즘을 각각 사용해 구축비용을 측정하였으며 효율적인 노드 검색을 위해 인덱스 노드 헤드 구조를 사용한다. 그리고 이러한 실험결과는 B+트리 노드 크기를 섹터 크기보다 블록 크기로 할당할 때 B+트리 성능의 우수성을 보인다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.06c
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• pp.61-63
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• 2006

휴대용 기기들의 데이터 저장소로 플래시 메모리가 많이 사용되고 있으며 플래시 메모리가 대용량화 되어감에 따라 점차 디스크를 대체할 것이라 예상된다. 따라서 데이터베이스 시스템 역시 저장 매체로 플래시 메모리의 사용이 증가할 것으로 예상되며 이에 따른 효율적인 인덱스가 필요하다. 플래시 메모리 기반의 효율적인 인덱스 구축을 위하여 B+ 트리의 페이지 크기에 따른 성능 평가가 필요하다. 본 논문에서는 B+ 트리와 버퍼 관리자를 구현하고, 플래시 변환 계층의 대표적인 4 가지 알고리즘에 대해 B+ 트리의 페이지 크기에 따른 성능을 비교, 분석하여 플래시 메모리 기반의 인덱스를 구축하기 위한 방향을 제시한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10c
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• pp.128-133
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• 2006

NAND 플래시 메모리는 작고, 가볍고, 저 전력이라는 장점 U문에 휴대폰, MP3, PDA 등 이동 컴퓨팅 장치의 저장소로 많이 사용되고 있다. B+트리는 저장소에 있는 데이터를 효율적으로 접근하기 위한 색인 구조이다. 그러나 NAND 플래시 메모리의 다양한 특징들로 인해 기존의 디스크 기반의 B+트리를 플래시 메모리에 그대로 적용하는데 여러 단점들이 존재한다. 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리 상에서 B+트리를 효과적으로 구축하기 위한 B+트리 색인 버퍼 관리 기법을 제안한다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.36 no.6
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• pp.521-531
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• 2009

Flash memory has physical characteristics different from hard disk where two costs of a read and write operations differ each other and an overwrite on flash memory is impossible to be done. In order to solve these restrictions with software, storage systems equipped with flash memory deploy FTL(Flash Translation Layer) software. Several FTL algorithms have been suggested so far and most of them prefer sequential write pattern to random write pattern. In this paper, we provide a new technique to efficiently store and maintain the B-tree index on flash memory. The operations like inserts, deletes, updates of keys for the B-tree generate random writes rather than sequential writes on flash memory, leading to inefficiency to the B-tree maintenance. In our technique, we convert random writes generated by the B-tree into sequential writes and then store them to the write-buffer on flash memory. If the buffer is full later, some sequential writes in the buffer will be issued to FTL. Our diverse experimental results show that our technique outperforms the existing ones with respect to the I/O cost of flash memory.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.13 no.9
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• pp.28-38
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• 2013

During the past decades, the B+-tree has been most widely used as an index file structure for disk-resident databases. For the disk based B+-tree, a node update can be cheaply performed just by modifying its associated disk page in place. However, in case that the B+-tree is stored on flash memory, the traditional algorithms of the B+-tree come to be useless due to the prohibitive cost of in-place updates on flash memory. For this reason, the earlier schemes for flash memory B+-trees usually take an approach that saves B+-tree changes from real-time updates into extra temporary storage. Although that approach can easily prevent frequent in-place updates in the B+-tree, it can suffer from a waste of storage space and prolonged search times. Particularly, it is not allowable to process range searches on the leaf node level. To resolve such problems, we devise a new scheme in which the leaf nodes and their parent node are stored together in a single flash block, called the p-node block.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11b
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• pp.55-57
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• 2005

최근 들어 PDA, 스마트카드, 휴대폰, MP3 플레이어 등과 같은 이동 컴퓨팅 장치의 데이터 저장소로 플래시 메모리를 많이 사용하고 있다. 이런 이동 컴퓨팅 장치의 데이터를 효율적으로 삽입$\cdot$삭제$\cdot$검색하기 위한 색인기법이 필요하다. 기존연구에서는 BFTL(B-Tree Flash Translation Layer)기법을 사용하여 플래시 메모리 상에 B-트리 구축 시 쓰기연산을 감소시켜 비용을 줄였지만, B-트리 검색비용과 하드웨어 구성비용이 증가한다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 기존 연구의 문제점을 개선하고 효율적으로 플래시 메모리상에 B-트리를 구현하기위해 BOF(B-Tree On Flash Memory)기법을 제안한다. 이 기법을 통해 BFTL 기법에 근접하는 구축비용을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 상당한 검색비용을 줄일 수 있다. 또한 하드웨어적 비용도 고려하여 저비용으로 B-트리를 구현하였다.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.15A no.6
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• pp.325-334
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• 2008

Flash memory is widely used as a storage medium for mobile devices such as cell phones, MP3 players, PDA's due to its tiny size, low power consumption and shock resistant characteristics. Additionally, some computer manufacturers try to replace hard-disk drives used in Laptops or personal computers with flash memory. More recently, there are some literatures on developing a flash memory-aware $B^+$-tree index for an efficient key-based search in the flash memory storage system. They focus on minimizing the number of "overwrites" resulting from inserting or deleting a sequence of key values to/from the $B^+$-tree. However, in addition to this factor, the size of a physical page allocated to a node can affect the maintenance cost of the $B^+$-tree. In this paper, with diverse experiments, we compare and analyze the costs of construction and search of the $B^+$-tree and the space requirement on flash memory as the node size increases. We also provide sorting-based or non-sorting-based algorithms to be used when inserting a key value into the node and suggest an header structure of the index node for searching a given key inside it efficiently.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10c
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• pp.12-17
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• 2006

플래시 메모리는 기술 발전에 따른 빠른 용량 증가와 모바일 환경에 우수한 특성으로 인해 가까운 시일내에 하드 디스크를 대체할 대용량 저장 장치로서 주목 받고 있다. 이러한 흐름에 따라 플래시 메모리 사용이 증가하고 플래시 메모리에 저장하는 데이터의 양이 점차 많아지면서 플래시 메모리 상의 효율적인 인덱스 구조에 대한 필요성도 함께 증가하고 있다. 하지만 기존의 대표적인 인덱스 중 하나인 B-트리 인덱스를 플래시 메모리에 적용하기 위해서는 하드 디스크와 플래시 메모리 간의 다른 특성들 때문에 플래시 메모리에 맞게 인덱스 구조를 수정하는 작업이 필요하다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위한 기존의 연구에 대해 소개하고 기존 연구의 한계점과 이를 개선한 인덱스 구조를 제안한다.