• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.1285-1298
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• 2010

비선점형 태스크 스케줄링 정책을 사용하는 TinyOS는 선입선출 (FIFO: First-In First-Out) 방식의 태스크 스케줄링만 제공하기 때문에 최상위 우선순위를 가친 사용자 태스크가 즉시 실행이 필요한 태스크임에도 불구하고 우선순위가 낮은 태스크가 획득한 CPU 사용권한을 선점하지 못한다. 따라서 실시간 서비스를 요구하는 사용자 태스크 (User Task) 의 마감시한 (Deadline)을 보장할 수 없다. 또한, 비선점 환경의 TinyOS에서 사용자 태스크가 요청한 실시간 서비스를 완료하기 위해서는 사용자 태스크의 마감시한을 보장함과 동시에 사용자 태스크에서 호출 및 실행되는 TinyOS 플랫폼 태스크들의 마감시한도 보장해야 한다. 이에 본 논문에서는 비선점형 태스크 스케줄링 정책을 사용하는 기존 TinyOS 환경에서 실시간성을 제공하는 태스크 그룹 기반의 스케줄링 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 요청한 사용자 태스크의 마감시한을 보장하기 위하여 사용자 태스크와 함께 사용자 태스크가 완료되기 위하여 호출 및 실행이 필요한 다수의 TinyOS 플랫폼 태스크를 태스크 그룹으로 형성한 후, 해당 태스크 그룹을 하나의 가상적인 큰 태스크 단위로 스케줄링한다. 제안한 기법의 동작을 시험한 결과, 제안한 기법은 비선점형 태스크 스케줄링 정책을 사용하는 TinyOS 환경에서 사용자 태스크의 마감시한을 보장함과 동시에 사용자 태스크의 평균 응답시간을 줄이고 기존 TinyOS 플랫폼간의 호환성을 제공할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권2호
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• pp.174-182
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• 2002

실시간 시스템이 복잡해짐에 따라 이를 개발하는 과정에서 객체 지향 설계 방법론과 이를 지원하는 CASE 도구들이 널리 사용되고 있다. 그러나 이런 객체 지향 CASE 도구를 사용할 경우, 설계자들은 별도의 과정으로 객체 중심으로 설계된 모델을 실제 수행되는 주체인 태스크로 변환시켜야 한다. 불행하게도 객체 모델과 태스크는 특성이 근본적으로 다르고, 스케줄 가능성을 분석하기가 어렵기 때문에 이러한 과정을 자동화하기는 매우 어렵다. 이 문제를 해결하기 위하여 많은 CASE 도구에서는 개발자가 직접 수동으로 객체를 태스크로 변환시키도록 요구하고 있다. 결과적으로 개발자들은 자신의 경험을 바탕으로 하여 임시 변통적인 방법에 의존하여 태스크를 유도하고 있다. 유도된 태스크 집합은 결과 시스템의 스케줄 가능성에 직접적으로 중요한 영향을 미친다. 본 논문에서는 실시간 객체 지향 설계 모델을 스케줄 가능성을 고려해 다중 스레드 구현으로 자동적으로 변환하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 태스크는 다른 주기와 종료시한을 갖는 상호 배타적인 트랜잭션들로 이루어진다. 이러한 새로운 태스크 모델에 대하여 스케줄 가능성 분석 알고리즘을 제시한다. 또한 제안된 방법을 지원하기 위하여 런 타임 시스템과 코드 생성이 어떻게 지원되어야 하는지에 대하여 설명한다. 사례 연구는 단일 태스크 매핑의 부적절성을 보여줌과 함께, 다중 태스크를 수동으로 유도하는 것이 매우 어렵고, 제안된 방법이 실질적으로 유용하다는 것을 명백하게 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권5호
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• pp.281-290
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• 2014

무선 센서 네트워크의 실시간성은 단대단 거리를 기반으로 각 노드에서 유지해야할 최소 전송 속도를 정의하고 이를 만족하는 노드들을 매 홉마다 선택함으로써 일정 시간 내에 목적지까지 도달하는 것을 보장하는 것이다. 따라서 실시간성은 소스와 싱크사이의 거리에 매우 의존적이다. 하지만 전달과정 중 음영지역을 만난 경우에 이를 우회하기 위한 탐지 시간과 전송 노드에서는 예상할 수 없는 음영지역의 크기 때문에 이동 거리를 예상할 수 없게 된다. 따라서 노드는 실시간성을 위해 유지해야할 최소한의 전송속도를 정의할 수 없게 되고 실시간 전송에 문제가 발생한다. 따라서 이 문제를 해결하고자 음영지역 주변 노드 스스로 음영지역을 탐지하고, 이를 이용하여 소스는 음영지역을 탐지하지 않고 우회지점을 통해 고정된 거리를 우회함으로써 전송 중 음영지역으로 인한 문제를 해결하는 방안을 제안한다. 제안된 방안은 음영지역 경계노드들이 스스로 음영지역 근처에 위치하고 있는 것을 인지하고 상호간에 통신을 통하여 음영지역을 모델링함으로써, 데이터를 전송할 소스는 해당 음영지역 정보를 탐지하지 않고 우회하는 방법을 사용한다. 시뮬레이션은 기존방안에 비해 더 나은 실시간성을 가지는 것을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권7호
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• pp.377-392
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• 2005

컴퓨터 시스템이 등장한 이후 시스템 성능을 측정하고 분석하기 위한 많은 연구가 시스템 모델링, 성능 측정, 감시, 그리고 성능 예측 등 여러 분야에서 진행되었다. 그럼에도 불구하고, 각 성능 관련 분야를 하나로 묶는 통합 프레임워크에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 특히 TMO(Time-Triggered Message-Triggered Object) 실시간 프로그래밍 모델의 경우, 간단한 감시 도구를 제외하고 성능 측정 도구나 분석 프레임워크가 없어, TMO 모델 기반 시스템 및 태스크를 분석하는데 어려움이 있다. 이에 따라, 본 논문에서는 TMO 모델 기반의 동적 분석 프레임워크인 TDAF(TMO based Dynamic Analysis Framework)를 제안한다. TDAE는 성능 측정 및 분석 단계를 전체적으로 다루며, 구성 요소인 부하 모델, 성능 모델, 그리고 보고 모델을 유기적으로 결합하여 보다 신뢰할 수 있는 정보를 개발자에게제공한다. 이를 지원하기 위해 기존 부하 모델에 TMO 모델을 결합하여 확장한 부하 모델을 제안하고, TMO 객체 부하를 파악할 수 있는 부하 계산 알고리즘을 제안한다. 또한 TMO 객체 부하를 고려하여 성능 측정지수를 구현한 성능 알고리즘과, 부하 및 성능을 기초로 실시간 태스크의 주기 및 데드라인을 도출할 수 있는 보고 모델과 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 부하 계산 알고리즘의 타당성을 입증하기 위한 실험을 수행하고 그 결과를 제시한다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제16D권3호
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• pp.339-352
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• 2009

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 분산된 실시간 시스템의 행위와 공간, 시간 속성을 분석하고, 검증하기 위한 다양한 정형기법들이 존재한다. 그러나 대부분의 경우 공간과 행위를 같이 표현하는 구조적, 근본적 한계가 존재한다. 게다가 시간 속성이 포함되는 경우는 더욱 복잡해지게 된다. 이러한 한계를 해결하기 위하여 본 논문은 Timed Calculus of Abstract Real-Time Distribution, Mobility and Interaction(t-CARDMI)라는 새로운 정형기법을 제안한다. t-CARDMI는 행위의 표현으로부터 공간정보의 표현을 분리시켜 복잡도를 단순화 시키며, 시간 속성에 대해서 오직 행위적 표현에서만 허용하여 복잡한 명세를 덜 복잡하게 표현한다. t-CARDMI는 대기기간, 실행시작 만족시간, 실행시간, 실행완료 만족시간 등의 특유의 시간속성을 이동과 통신의 행위에서 모두 포함하는 특징을 갖는다. 새롭게 제안된 Timed Action Graph(TAG)는 공간과 시간을 포함하는 시스템의 명세를 분석하고 검증하기 위해서 공간과 시간속성을 2차원의 다이어그램으로 표현하며 그 안에서 이동과 통신의 정보를 분산된 그림정보로 표현하는 그래프로 t-CARDMI를 좀더 효율적으로 명세하고 분석할 수 있는 방법을 제공한다. t-CARDMI는 유비쿼터스 컴퓨팅에서의 분산된 실시간 시스템의 공간적, 행위적, 시간적 속성에 대한 명세, 분석 및 검증에 매우 효율적이고 효과적인 혁신적인 정형기법의 하나로 고려될 수 있다. 본 논문은 t-CARDMI의 문법과 의미, TAG 그리고 Specification, Analysis, Verification, and Evaluation (SAVE)로 명명된 툴을 제안하고 유비쿼터스 헬스케어 시스템 예제를 통해 효율성을 분석한다.

• 기독교교육논총
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• 제69권
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• pp.139-162
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• 2022

본 연구는 비대면 수업 방식에 의해 몰입에 대한 학습동기의 영향을 검증하였다. 이를 위해서 유아교육을 전공하고 있는 101명의 대학생을 연구대상으로 선정하였다. 연구대상의 평균 연령은 22.6세이며, 비실시간 비대면 수업을 수강한 학생은 51명이며, 실시간 비대면 수업을 수강한 학생은 50명이다. 연구는 비대면 수업이 종료된 이후에 몰입 수준과 학습동기 유형을 측정하였다. 측정된 자료는 기술통계분석과 다중회귀분석을 사용하여 분석하였다. 그 결과, 전체 학생을 대상으로 한 결과는 몰입에 대해 수행접근목표가 가장 많은 영향을 주었고, 숙달목표지향이 다음으로 영향을 주었다. 수행회피지향은 영향을 주지 못했다. 비실시간 비대면 수업 학생들은 수행접근목표지향이 몰입에 영향을 주었고, 실시간 비대면 수업 학생들은 숙달목표지향이 영향을 주었다. 본 연구 결과를 통해서 얻을 수 있는 시사점은 다음과 같다. 첫째, 비실시간 비대면 수업은 실수와 실패가 없도록 기초적인 지식과 기능에 대한 내용을 다루어야 한다. 둘째, 비실시간 비대면 수업은 적절한 난이도를 가지고 있는 과제들을 마감 시간을 두고 수행하도록 해야 한다. 셋째, 실시간 비대면 수업은 실수와 실패에 대한 두려움을 낮추어야 한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권6호
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• pp.463-472
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• 2009

실시간 운영체제는 효율적인 스케줄링, 최소화된 인터럽트 지연, 우선순위 역전현상 해결 등의 다양한 조건을 만족시킴과 동시에, 응용프로 그램이 정해진 기한 내에 수행되는 것을 보장하여야 한다. 따라서 실시간 운영체제는 상기 조건을 만족시킬 수 있도록 설계/개발되어야 한다. 대중적인 실시간 커널의 한 종류인 MicroC/OS-II에서는 우선순위 역전 현상에 대한 해결 기법으로 뮤텍스(Mutex)를 사용한 기본적인 우선순 위 상속(Basic Priority Inheritance) 프로토콜을 사용한다. 뮤텍스를 구현하려면 우선순위가 같은 여러 태스크를 사용할 수 있도록 커널이 지원 해야 하나 MicroC/OS-II 운영체제는 우선순위가 같은 여러 태스크의 동시 사용을 지원하지 않는다. 이를 해결하기 위해 추가적인 우선순위 예 약을 사용할 수밖에 없게 되고, 결과적으로 제한된 우선순위 자원을 낭비하게 된다. 본 논문에서는 MicroC/OS-II의 불필요한 우선순위 자원을 낭비하는 문제점을 해결할 수 있는 일시적 우선순위 교환 프로토콜(Temporary Priority Swapping Protocol; TPSP)을 설계 및 구현하여, 한정 된 자원 환경을 가진 임베디드 장비에 효율적으로 운용되도록 하는데 목적을 둔다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제29권3호
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• pp.230-245
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• 2002

실시간 응용을 위한 데이타베이스 시스템은 각 트랜잭션에 부여된 시간 제약사항을 만족해야 한다. 일반적으로, 트랜잭션 스케줄러는 종료시한이라는 형태로 각 트랜잭션의 시간 제약 사항을 표현하며 이는 그 트랜잭션의 우선순위로 사용이 된다. 최근, 보안이 많은 실시간 응용에서 중요한 요구사항이 되고 있다. 많은 시스템에서 기밀성을 띤 정보가 서로 다른 인가등급을 가진 사용자에 의해 공유된다. 시간 제약사항과 동시에 기밀 데이타를 관리하는 응용에서 진보된 데이타베이스 시스템의 사용이 증가하면서 시간 제약사항과 보안 요구사항을 만족하는 병행수행 제어 프로토콜의 개발이 요구되어지고 있다. 본 논문에서는 보안 요구사항과 실시간 요구사항을 보장하는 두 개의 병행수행 제어 프로토콜들을 제안한다. 제안하는 프로토콜들은 다중버전 로킹에 기반을 두고 있지만 두 가지 제약사항을 만족시키기 위해서 얼림이라는 새로운 기법을 사용한다. 또한, 제안하는 프로토콜의 정확성을 증명하고 기존의 로킹에 기반을 둔 프로토콜들보다 높은 병행수행 정도를 제공함을 증명한다. 마지막으로, 몇 가지 예제를 통해 다른 프로토콜들과 성능 분석을 수행하여 성능 향상이 있음을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권4호
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• pp.535-544
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• 2003

통합 서비스망은 실시간 응용들에게 고품질의 서비스를 제공하기 위해서 종단간 지연의 한계를 보장해야 한다. 이러한 보장 서비스는 라우터의 출력 포트에 설치되는 실시간 스케줄러에 의해서 제공된다. 그러나 현재까지 연구된 스케줄링 알고리즘들은 네트워크 유용도 혹은 확장성(scalability)에 문제점을 갖고 있다. 여기서 네트워크 유용도는 얼마나 많은 실시간 세션들을 승인할 수 있는 지를 의미한다. 본 논문은 서비스 곡선 알고리즘에서 높은 네트러크 유용도와 확장성 양쪽을 모두 성취할 수 있는 서비스 곡선 할당 방식을 제안한다. 서비스 곡선 알고리즘의 가장 큰 특징은 서비스 곡선 할당 방식에 따라서 네트워크 유용도와 확장성 모두가 결정된다는 점이다. 일상적인 믿음과 반대로, 데드라인을 계산할 때 전체 서비스 곡선이 아닌 일부만이 사용됨을 증명한다. 이 사실로부터 우리는 데드라인을 계산하는 비용이 상수 시간인 서비스 곡선 할당 방식을 제안한다. 또한, 수치결과를 통해서 제안하는 방식이 mutirate 알고리즘을 포함한 GPS 알고리즘들보다 더 높은 네트워크 유용도를 성취함을 보인다. 우리가 아는 한, 서비스 곡선 알고리즘이 제안하는 서비스 곡선 할당 방식을 채용하면 동일한 확장성을 갖는 스케줄링 알고리즘들 중에 가장 놀은 네트워크 유용도를 성취한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.68-70
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• 1998

본 논문에서는 클록들을 주기적으로 동기화하는 분산 실시간 시스템에서 주어진 태스크의 시간 제약(timing constraint)을 변환시는 구가지 기법을 제안한다. 전형적인 이산 클록 동기화(discrete clock synchronization)알고리즘은 클록의 값을 순간적으로 보정(correct)하여 클록의 시간이 불연속적으로 진행학 한다. 이러한 시간상의 불연속성은 태스크의 시작제한시간(release time)이나 종료시한(deadline)과 같은 이벤트를 잃어버리거나 다시 발생시키는 오류를 범하게 한다. 클록 시간의 불연속성을 피하기 위해 일반적으로 연속 클록 동기화(continuous clock synchronization) 기법이제안되었지만 소프트웨어적으로 구현되기에는 많은 오버헤드를 유발시키는 문제점이 있다. 이에 따라 연속 클록 동기화는 PLL (Phase-Locked Loop)을 이용한 별도의 하드웨어를 사용하는 것이 보통이다. 본 논문에서는 연속 클록 동기화 기법을 사용하는 대신, 태스크의 시간 제약을 동적으로 변환시키는 DCT (Dynamic Constraint Transformation) 기법을 제안하였다. DCT는 소프트웨어 으로 구현이 가능하여 새로운 하드웨어를 필요로 하지 않으며, 이를 통해 기존의 이산적으로 동기화된 시스템에서 클록 시간의 불연속성에 의한 문제점들을 해결할 수 있다. 또 다른 문제점으로서, 클록의 물리적인 특성으로 인해 동기화된 클록들이 상한된(bounded from the above)오차(skew)를 갖는다는 것이다. 이러한 오차는 지역 클록(local clock)에 대해 만족될 수 있는 임의의 실기간 제약 조건이 전역 클록(global clock)에 대해서는 만족되지 않을 수 있음을 의미한다. 본 논문에서는 이를 위해 먼저 두 가지의 스케줄링 가능성, 지역적 스케줄링 가능서(local schedulability)과 전역적 스케줄링 가능성(global schedulability)을 정의하고, 실시간 제약을 정적으로 변환시키는 SCT (Static Constraint Transformation)기법을 제안하였다. SCT를 통해 지역적으로 스케줄링 가능한 태스크는 전역적으로 스케줄링이 가능하므로, 단지 지역적 스케줄링 가능성만을 검사하면서 스케줄링 문제를 해결할 수 있도록 하였다.