• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.793-795
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• 2005

플래시 메모리는 PDA 등과 같은 모바일 장치에 많이 사용되는 저장 매체이다. 이 매체는 덮어 쓰기가 불가능하다는 특징으로 인해 흔히 JFFS2와 같은 전용 파일 시스템을 사용하게 된다. 현재의 JFFS2 파일 시스템은 Garbage Collection 시 많은 자원과 시간을 소비하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 JFFS2 Garbage Collector에서 유효한 노드에 대한 다시 쓰기 작업을 개선한 새로운 Garbage Collector를 설계하였고, 이에 대한 성능 평가를 수행하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권4호
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• pp.295-304
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• 2006

자바 언어는 객체지향성, 안전성, 유연성으로 인하여 현재 가장 널리 쓰이는 프로그래밍 언어의 하나가 되었으며, 자바 가상머신이 제공해주는 메모리 관리기 및 가비지 컬렉터로 인하여 프로그래머는 메모리 관리에 관한 많은 고민이 줄어들었다. 본 논문에서는 임베디드용 자바 가상 머신에서 구현된 메모리 관리기 및 가비지 컬렉터에 대해서 제안한다. 메모리 관리기는 힘을 다양한 크기의 셀로 분할한 후 통일한 셀의 집단인 블록 단위로 관리하여 빠른 메모리 할당과 해제가 가능하다. 가비지 컬렉션 방법으로는 3-색상 기반 표기-쓸어담기 가비지 컬렉터를 기반 알고리즘으로 채택하였으며 멀티쓰레드를 지원하기 위해 새로운 4-색상 기반 표기-쓸어 담기 가비지 컬렉터를 제안한다. 제안하는 기법은 메모리 단편화가 발생하지만 객체 생성수가 많아짐에 따라 단편화율이 거의 일정함을 실험을 통해 보인다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제9A권4호
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• pp.441-450
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• 2002

내장형 시스템 소프트웨어의 규모가 커지고 복잡해짐에 따라 동적 메모리 사용이많아지고, 자동화된 동적 메모리 관리를 수행할 수 있는 쓰레기 수집기의 사용이 보편화 되어가고 있다. 그러나, 쓰레기수집기의 실행 시 오버헤드로 인하여 발생되는 시스템의 성능저하 문제는 피할 수 없게된다. 본 논문에서는 쓰레기 수집기 사용하는 자바기반의 내장형 시스템에서 실행시간에 쓰레기수집기로 인한 오버헤드를 줄이기 위한 방안으로 프로그래머가 명시적으로 동적 메모리를 자유화할 수 있는 기법을 소개한다. 제안된 기법은 최상의 경우쓰레기수집기가 한 번도 수행되지 않은 채 어플리케이션의 수행이 가능하므로 기존의 쓰레기수집기로 인한 오버헤드가 전혀 발생되지 않을 수 있다. 반면, 최악의 경우 어떤 쓰레기 객체가 명시적으로 수거되지 않더라도 그것은 추후 쓰레기 수집기에 의해 수거될 수 있기 때문에 쓰레기 수집기를 사용하는 경우와 동일한 오버헤드를 가진다. 제안된 기법은 기존의 모든 쓰레기 수집 알고리즘에 사용될 수 있지만 성능평가 결과 마크-수거 알고리즘에 잘 적용됨을 보여 주었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권1호
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• pp.39-46
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• 2007

최근 들어 많은 임베디드 기기들이 휴대성과 성능 향상을 위해 플래시 메모리를 저장 매제로 사용하고 있다. 플래시 메모리는 일반적인 디스크와는 다른 특성과 제약 조건으로 인해 파일 시스템 설계에 있어서 여러 가지가 고려되어야 하며, 디스크와 다르게 덮어쓰기가 불가능하다. 플래시 메모리 파일 시스템은 LFS(Log-structure File System)의 형태를 가지며, 따라서 가비지 콜렉터를 사용한다. 블록을 재사용하기 위해서는 가비지 콜렉터의 역할이 크며, 가비지 콜렉터는 파일 시스템의 성능에 직접적으로 영향을 주기 때문에 플래시 메모리의 특성을 고려하여 설계해야 한다. 이에 본 논문에서는 JFFS2(Journaling Flash File System II)의 가비지 콜렉터를 개선한 플래시 메모리 파일 시스템을 제시하고, 이를 임베디드 시스템 실험 보드에서 테스트하였다. 그 결과 기존의 파일 시스템에 비해 메모리 사용률을 감소시킬 수 있었으며, 이로 인한 플래시 메모리 수명 연장, 쓰기 평준화(wear-leveling) 개선 등의 성능 향상이 나타남을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제29권12호
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• pp.957-965
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• 2002

CLDC는 가비지 콜렉션을 위해, 가비지 콜렉션이 필요한 시점에 모든 작업을 수행하는 스탑더 월드 가비지 콜렉션 알고리즘을 일반적으로 사용한다. 이 방법은 길고 예측할 수 없는 지연시간으로 인하여 대화형 자바 임베디드 시스템에서는 부적당하다. 본 논문에서는 평균 지연시간을 줄이고 대화형 환경을 지원하는 가비지 콜렉션 알고리즘을 제안한다. 가비지 콜렉터는 객체의 크기에 따라 할당 위치를 결정하는 할당기와 점진적 마크-회수 알고리즘을 사용하는 콜렉터로 구성된다. 가비지 콜렉터는 스레드 스케줄링 정책에 따라 주기적으로 호출되며, 할당기는 콜렉션 주기 동안 마크된 상태의 객체를 할당한다. 또한 콜렉션 주기의 마지막에 비트 패턴의 의미를 교환하는 칼라토글방식을 사용한다. 제안한 가비지 콜렉터와 스탑더월드 마크-회수 가비지 콜렉터의 성능을 비교하였으며, 이 비교 실험을 통해 평균 지연시간은 감소하고, 균일하고 낮은 응답시간을 제공함을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제30권1_2호
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• pp.58-72
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• 2003

자바 언어에서 new라는 키워드로 생성된 객체들은 C나 C++언어에서의 free 또는 delete와 같은 키워드를 사용하지 않고 자바가상머신의 쓰레기 수집기에 의하여 자동적으로 관리 (유지 또는 제거) 되어진다. 따라서. 응용프로그래머는 메모리 관리에 대한 부담을 전혀 가지지 않고 프로그래밍을 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 쓰레기 수집기는 자체 실행시간 오버헤드로 인하여 자바가상머신의 성능을 저하시킨다. 이러한 점을 개선하기 위하여, 본 논문에서는 쓰레기 수집기를 사용하는 자바환경에서 프로그래머가 최소한의 프로그래밍 오버헤드를 가지고 명시적으로 객체를 수거함으로 쓰레기 수집기의 실행시간 오버헤드를 줄일 수 있는 방안을 제시한다. 이를 위하여, 제안된 기법에서는 자바 어플리케이션이 순수 자바로 자성된 API를 호출하고, 이것이 다시 가상머신의 종속적인 루틴을 호출함으로써 자바가 가지는 이식성을 그대로 유지하도록 하였다. 다시 말하면 어플리케이션 수행의 안정성은 유지하면서 프로그래머가 단순히 API만을 호출함으로 자바가상머신의 성능향상을 이룰 수 있게 하였다. 마크-수거(Mark-and-Sweep) 알고리즘에 제안한 방법을 적용한 결과 쓰레기 수집기만으로 작동되는 경우의 객체수거 시간에 비해 최저 10%에서 최고 52% 이상의 수행시간 향상을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권8호
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• pp.378-384
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• 2008

많은 내장형 시스템들이 자바(Java)를 널리 채택하고 있다. 내장형 시스템은 자바 가상 머신을 통해 자바를 지원하며, 자바 가상 머신은 쓰레기 수집기(Garbage Collector)를 통해서 동적 메모리를 자동으로 관리한다. 내장형 시스템은 적은 메모리를 가지고 있기 때문에 자바 가상 머신은 이를 효율적으로 관리해야 한다. 본 논문에서는 여러 자바 프로그램을 동시에 실행할 수 있는 자바 가상 머신에서 적은 메모리를 사용하면서도 효과적으로 메모리를 관리할 수 있는 메모리 관리 기법을 제안한다. 우선 개선된 압축(compaction)기법 기반의 쓰레기 수집 기법을 소개하여 움직일 수 없는 메모리 영역이 존재하더라도 외부 단편화(external fragmentation) 문제를 극복한다. 다음으로 수행 중 메모리 사용을 줄이기 위해서 쓰레기 수집기가 메모리에서 필요 없는 클래스(class)들을 선택적으로 수거하는 class unloading 기법을 소개한다. 소개한 기법들을 실제 동작하는 내장형 시스템에서 실험한 결과, 메모리가 부족하여 동시에 수행할 수 없었던 프로그램들이 같이 수행되는 등 매우 효과적이었다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제27권7호
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• pp.759-768
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• 2000

ZG-machine은 태그옮김이라는 간단한 부호화 기법을 채택한 공간 효율적인 G-machine이다. 기억 장소 재활용 체계 없이 실험한 이전 실험에서 ZG-machine은 G-machine과 비교하여 30%의 힙 공간을 절약할 수 있었고 수행 시간 부담은 6%를 넘지 않았었다. 이 논문에서는 ZG-machine에 기억 장소 재활용 체계를 장착하여 추가로 실험한 결과를 설명한다. 결과에 따르면, G-machine과 비교할 때, ZG-machine의 수행 시간은 34% 증가하였지만 최소 힙 사용량은 평균 34% 감소하였다. 수행 시간 부담이 커진 이유는 기억 장소 재활용 체계때문이다. 그러나 힙 공간을 최소 힙 사용량의 7 배 정도로 늘렸을 경우에 G-machine에 대한 수행 시간 부담은 12%를 넘지 않았다. ZG-machine에서 최소 힙 사용량이 줄어든 특성은 ZG-machine이 내장 체계와 같은 기억 장소가 제한된 응용 분야에 사용될 수 있음을 의미한다. 또한 보다 효율적인 기억 장소 재활용 쳬계를 개발함으로써 수행 시간은 상당히 줄어들 것으로 예상 된다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제43권3호
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• pp.20-29
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• 2006

자바 언어는 그 객체지향성, 안전성, 유연성으로 인하여 현재 가장 널리 쓰이는 프로그래밍 언어의 하나가 되었으며, 자바 가상머신이 제공해주는 가비지 컬렉터로 인하여 프로그래머는 메모리 관리에 관한 많은 고민이 줄어들었다. 임베디드 환경에서 역시 자바는 강세를 나타내고 있으며 임베디드 환경의 특성을 반영한 가상 머신과 가비지 컬렉션 기법이 요구되고 있다. 본 논문에서는 힙이라고 불리는 메모리 영역을 크게 젊은 세대와 늙은 세대의 두 부분으로 나누어서 관리하며 각 세대는 그 특성과 요구사항에 적합하도록 각기 다른 기법을 적용한 가비지 컬렉터를 제안한다. 더불어 효과적인 가비지의 식별을 위한 쓰기 장벽과 2중 필터링 기법을 제안하고 있으며, 일반적인 방법으로 회수가 불가능한 순환적 구조의 가비지를 검출하여 회수하기 위한 이중 검사 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 임베디드 환경의 요구사항인 객체의 빠른 할당, 동작의 실시간성, 모든 가비지의 회수, 단편화 제거, 높은 지역성 등을 모두 만족한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.523-525
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• 2004

플래시 메모리는 저전력 소비, 빠른 읽기 속도, 비휘발성 등 좋은 특징을 많이 가지고 있다. 하지만 반대로 플래시메모리는 치명적인 약점도 가지고 있는데, 그것은 덮어쓰기가 불가능 하다는 것과 삭제속도가 극단적으로 느리다는 것이다. 따라서 이와 같은 치명적인 약점을 극복하기 위한 효율적인 파일시스템과 Carbage Collector(GC)의 설계는 플래시 메모리 연구의 핵심적인 부분이 되어 왔고 JFFS2(Journaling Flash File System version 2)는 그러한 연구의 결과 중 하나이다 본 논문은 기존에 JFFS2에서 사용된 GC와 비교해 좀 더 효율적 인 GC를 제안한다. 성능향상을 위해서 사용된 두 가지 핵심적인 알고리즘은 Cost Age Times (CAT 방법과 Dynamic dAta Clustering (DAC) 방법이며, 결과적으로 지역성(Locality)이 높은 데이터의 쓰기에서 최고 3배 정도의 성능향상을 보였다.