본 논문은 새로운 무어 머신을 복제하는 진화 하드웨어를 제안하였다. 제안된 진화 하드웨어는 FPGA 상에서 효과적인 파이프라인, 병렬처리와 Handshaking을 구현했다. 유전자 알고리즘은 다양한 응용 분야의 NP 문제를 해결하는 방법으로 알려져 있으나 긴 계산 시간이 요구되기 때문에 하드웨어 유전자 알고리즘이 최근 관심사가 되고 있다. 기존의 하드웨어 유전자 알고리즘은 고정 길이의 염색체를 사용하지만 제안된 진화 하드웨어는 가변 길이의 염색체를 사용한다. 실험 결과는 제안된 진화 하드웨어가 무어 머신을 복제하는데 있어 적합함을 알 수 있다.
본 논문은 무어 머신을 복제하는 새로운 진화 하드웨어를 제안하였다. 제안된 진화 하드웨어는 FPGA 상에서 효과적인 파이프라인, 병렬처리와 Handshaking을 구현했다. 유전자 알고리즘은 다양한 응용 분야의 NP 문제를 해결하는 방법으로 알려져 있으나 긴 계산 시간이 요구되기 때문에 하드웨어 유전자 알고리즘이 최근 관심사가 되고 있다. 기존의 하드웨어 유전자 알고리즘은 고정 길이의 염색체를 사용하지만 제안된 진화 하드웨어는 가변 길이의 염색체를 사용한다. 실험 결과는 제안된 진화 하드웨어가 무어 머신을 복제하는데 있어 적합함을 알 수 있다.
최근에 사용자 스스로가 네트워크를 구축하여 자신이 소유한 AP의 일부 대역폭을 다른 사람과 공유하는 방법이 대두되었는데 이러한 네트워크를 공유 네트워크라 한다. 응용 애플리케이션으로 공유 네트워크에서 SVC 기술을 사용하는 비디오 스트리밍 전송 시스템을 구축하는 방안이 제안되었는데, 서버로부터 클라이언트에게 비디오 스트림을 보내기 위해서는 루트는 서버이고 내부노드는 공유 AP이며 리프는 클라이언트인 트리 구조를 만들게 된다. 기존의 연구들은 공유 AP의 공유대역폭의 합을 최소로 사용해서 모든 클라이언트를 서비스하는 최소 공유대역폭 트리를 구축하는데 주안점을 두고 있다. 본 논문에서는 공유 AP들의 집합이 주어졌을 때 클라이언트의 비디오 스트림 요구를 최대로 만족시키는 최대 요구대역폭 트리를 구축하는 문제가 NP-하드임을 증명하였다. 또 이 문제를 해결하기 위한 효율적인 휴리스틱 알고리즘을 개발하고, 실험을 통해 성능을 평가하였다.
최근 양자 컴퓨터가 개발되는 등 컴퓨팅 하드웨어의 성능이 발전하면서 단시간 내에 처리할 수 있는 정보의 양이 기하급수적으로 증가하고 있다. Koblitz-Fellows가 제안한 암호시스템은 생성할 수 있는 불변 다항식(invariant polynomial)의 개수가 충분하지 않아 특정 3-정규 그래프에서 완전지배집합(Perfect Dominating Set, PDS)을 찾는 문제가 NP-complete임을 보장할 수 없는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 취약점을 보완하기 위해 Koblitz-Fellows가 제안한 3-정규 그래프 상에서 완전지배집합을 이용하여 불변 다항식의 개수를 기하급수적으로 증가시킴으로 계산의 복잡도를 더욱 난해하게 하여 암호시스템의 취약점을 개선하도록 제안한다.
유전자 알고리즘(GA: Genetic Algorithm)은 다양한 영역에서 NP 문제를 해결하는 방법으로 알려져 있다. GA는 긴 연산 시간을 필요하다는 결점 때문에 최근 GA를 하드웨어로 구현하려는 연구가 주목 받아왔다. 본 논문은 GA의 하드웨어 구현을 위한 전용 원칩 컴퓨터를 제안한다. 제안된 전용 원칩 컴퓨터는16 비트 CPU core와 하드웨어 GA로 구성되어 있다. 기존의 하드웨어 GA는 GA의 처리하는데 있어서 메인 컴퓨터에 의존적이었으나 제안된 전용 원칩 컴퓨터는 메인 컴퓨터에 독립적이다. 또한 기존의 하드웨어 GA는 염색체의 길이가 고정되어 있는 데 비해 제안된 전용 원칩 컴퓨터의 염색체의 길이는 가변이며 16 비트 단위로 Pipeline 처리를 한다. 실험 결과는 제안된 원칩 컴퓨터가 랜덤 비트 동기 회로를 위한 진화 하드웨어 설계에 적용할 수 있다는 것을 보여준다.
일반 행렬이나 불리언 행렬의 연산에 대한 많은 연구가 있다. 대부분의 연구는 두 행렬의 효율적 곱셈을 다루고 있으며 하드웨어나 소프트웨어적 응용에 적합한 다양한 알고리즘을 제시하였다. 모든 행렬 쌍의 곱셈에 대한 연구는 NP-완전 계산 복잡도와 이러한 곱셈을 요구하는 응용의 희소성으로 인해 관심밖에 있었으며 최근에야 원소가 불리언 값을 가지는 n 차 정사각 불리언 행렬을 대상으로 기초적인 연구 결과를 보이고 있다. 본 논문은 모든 n 차 정사각 불리언 행렬 사이의 곱셈을 보다 효율적으로 할 수 있는 벡터 기반 불리언 행렬 곱셈 이론과 이를 바탕으로 설계한 알고리즘 그리고 실행 결과에 대하여 논한다.
본 논문은 이동전화 번호이동성을 위한 세상에서 가장 진화된 데이터베이스 관리 시스템에 관한 것이다. 데이터베이스 관리 시스템은 번호이동 절차를 30분안에 완료할 수 있고, 그것은 현재 세상에서 가장 빠른 것이다. 이동전화번호이동성 데이터베이스 관리시스템은 두개의 기능 블락으로 구성되어 있는데, 하나는 호처리시스템이고 하나는 이동전화번호이동성의 가입자들이다. 하드웨어와 처리구조가 본 논문에 제시되어 있다. 호처리를 위한 DB 는 각각의 이동전화 사업자망에 위치하고 있으며 L-NPDB라고 불리운다. 이동전화 번호이동성의 가입자를 다루는 DB는 L-NPDB와 한국통신사업자연합회에 있는 maste-NPDBT로 구성되어 있다 이동전화 번호이동성을 위한 하드웨어는 NPCDB와 L-NPDB와 M-NPDB간의 상호접속으로 구성되어 있다. master 데이터베이스는 L-NPDB와 전용선으로 연결되어 있으며, MNP 서비스를 실시간으로 처리할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 이동전화 번호이동성 구조는 한국에서 실제로 구현되었고 이동전화 번호이동성을 위한 세계에서 가장 효율적이고 진화된 데이터베이스 관리 시스템이 되었다.
병렬 머신 스케줄링은 주어진 작업들의 총 완료 시간이 최소가 되도록 작업들을 병렬 머신들에 할당하는 문제로 강철 산업, 반도체 제조, 플라스틱 산업 등 다양한 제조 시스템 분야에서 활용되고 있다. 각 작업들은 준비 과정과 처리 과정을 거치게 되는데, 응용 분야에 따라 제거 과정이 필요한 경우도 있다. 이 중 처리 과정은 병렬 머신만 사용되는데 비해, 준비 과정이나 제거 과정은 서버와 병렬 머신이 동시에 사용된다. 기존의 연구들은 단일 서버를 사용하거나 준비 과정과 처리 과정만을 고려하는 연구가 대부분인데, 단일 서버를 사용하는 경우에는 서버에 병목 현상이 발생하게 되어 총 완료 시간이 늦어지게 되고, 병렬 머신의 수를 증가시키더라도 총 완료 시간은 별로 향상되지 않는 단점을 가지게 된다. 본 연구에서는 다중 서버를 사용하고 준비 과정, 처리 과정, 제거 과정을 모두 고려하는 병렬 머신 스케줄링 알고리즘을 제안하고, 서버의 수와 병렬 머신의 수가 총 완료 시간에 어떤 영향을 미치는지 실험을 통해 분석하였다.
본 논문에서는 공유 네트워크에서 최소 공유대역폭 트리 구축 문제의 근사해를 구하기 위한 선형 시간 알고리즘을 제안한다. 공유 네트워크는 자신이 소유한 AP의 일부 대역폭을 다른 사람들과 공유하는 사용자가 생성하는 통신 기반 구조로 사용자는 이러한 공유 AP를 통해 어디서나 인터넷을 사용하고 데이터를 전송할 수 있다. 최근에 공유 네트워크에서 SVC 기술을 사용하는 비디오 스트리밍 전송 시스템을 구축하는 방안이 제안되었는데 서버로부터 모든 클라이언트에게 비디오 스트림을 보내기 위해서는 트리 구조를 만든다. 클라이언트의 비디오 스트림 요구를 전부 만족시키는 트리 구조를 생성하는데 있어, 사용되는 공유 AP의 공유대역폭의 합이 최소가 되는 것이 바람직 한데 최소 공유대역폭 트리 구축 문제는 NP-하드임이 증명되어 있다. 이 문제를 해결하기 위해 기존에 발표된 알고리즘들은 해를 잘 찾지 못하거나 효율적이지 못한 단점을 가지고 있다. 실험 결과를 보면 제안 알고리즘이 기존의 알고리즘보다 해를 찾는 성공률이나 해의 결과에서 모두 우수하였다.
유비쿼터스 환경에서 데이터는 빠르게 변하고 새로운 데이터는 시간이 경과함에 따라서 출현한다. 그리고 때로, 메모리 공간이 충분하지 않다면, 모든 과거의 데이터를 잃을 수 있다. 그러므로, 과거의 모든 데이터를 잃지 않도록 또는 데이터를 처리하기 위해서 룰을 만들고 새로운 데이터와 결합하는 문제를 해결할 필요가 있다. 이진트리를 만들고 룰을 추출할 때, 각 룰의 중요도는 일반적으로 리프의 클래스의 총 개수로 정해진다. 주어진 데이터에 맞는 최소한의 유한한 상태 억셉터를 찾기 위한 계산 문제는 NP 하드 문제이다. 추출된 룰은 정확하지 않고 정보의 유실이 있다고 가정된다. 이러한 전제조건 때문에, 본 논문은 룰을 개선하기 위한 새로운 접근을 제시한다. 이것은 이전 지식 또는 데이터로 된 룰의 중요도를 제어하는 것이다. 룰 개선을 할 때, 본 논문은 다수와 소수 특성을 이용하는 푸루닝 방법을 사용하여 다양한 룰을 만들고 룰의 각각의 중요도를 제어하고 성능의 변화를 관찰한다. 본 본문에서 고정된 중요도를 갖는 확장된 데이터 표현을 갖는 이진트리 분류기가 사용되었다. 시험 결과는 룰 개선을 위한 새로운 정책을 이용해서 수행한 성능이 더 좋을 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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