MACH를 기반으로한 화일 서버 시스템의 성능 향상

나인호(In Ho Ra),홍승무(Seung Moo Hong),이상권(Sang Kweon Lee),김성조(Sung Jo Kim) 한국정보과학회 1994 정보과학회논문지 Vol.21 No.11

MACH를 기반으로 한 화일 서버 시스템에서는 화일을 탐색할 때 단일 탐색 알고리즘을 사용하기 때문에 해당 화일에 대한 VFS와 Vnode를 찾기 위한 작업이 VFS/Vnode 인터페이스 상에서 반복적으로 수행되어, 화일 탐색시 오버헤드가 증가한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 VFS/Vnode 객체를 스택화하고, 화일에 대한 위치 정보를 가지고 있는 프리픽스 힌트 테이블을 사용한 복수 요소 탐색 알고리즘을 제안하였다. 또한, NFS를 통해 분산된 화일을 공유할 경우, 클라이언트가 동일한 NFS 오퍼레이션을 서버에게 중복 요구하는 과정에서 발생하는 서버의 과부하 심화 현상 및 부정확한 결과를 반환하는 문제를 해결하기 위해 NFS 오퍼레이션들을 그 수행 성격에 따라 비파괴적 및 파괴적 오퍼레이션으로 분류하고, 각각 서로 다른 방식으로 처리함으로써 중복 요구에 따른 서버의 작업부하를 감소시켜 서버의 처리 능력 향상과 정확한 수행 결과를 반환하는 NFS 서버 알고리즘을 제안하였다. 마지막으로, MACH를 기반으로 한 IBM/386 시스템을 Ethernet으로 연결한 분산 시스템 환경하에서 제안한 기법들을 구현하였으며 그것들의 성능을 평가하였다. 성능 평가 결과 본 논문에서 제안한 기법을 사용하면 VFS/Vnode 인터페이스 상에서의 화일 탐색 성능이 20% 정도 향상되는 것과 수행될 VFS 오퍼레이션 형태와 중복 요구 형태에 따라 NFS 서버의 성능이 10-45% 정도 향상되는 것을 보였다. This paper proposes a method for improving performance in searching remote files through VFS/Vnode interface and performance of NFS server on an existing MACH-based file server system. Since the file server system relies on single serach algorithm to access remote files through VFS/Vnode interface, the processes of searching VFS and Vnode objects for a target file are repeatedly executed on VFS/Vnode interface. This causes file search overhead to be increased and eventually degrades file searching performance. This paper attempts to resolve this problem by stacking VFS/Vnode and by suggesting a search algorithm which makes use of prefix hint table with the location information for a file while searching designated files. Furthermore, in the MACH-based file server system where the files are shared through NFS, the problems such as network traffic saturation, overload at the server side and the returning of the incorrect results for NFS operations when a client has been repeatedly requesting the dupicated identical NFS operations to the server through a network. In order to identify the solution for the problems, we first classify NFS operations into either nondestructive or destructive types. We then modify a couple of the original algorithms for NFS server so that each type can be treated in a different way. Such modifications make it possible for the server's workload brought about by duplicated identical operations to be reduced significantly and for the server's processing power to be improved, and help the server return the correct results for the requested operations. We implement and evaluate our algorithms to measure the performance improvement on a MACH-based file server system in which IBM/PC 386 MACH machines are connected together by the Ethernet. The final results show that the performance of file search is improved by 20% on VFS/Vnode interface and the performance of NFS server is enhanced by 10-45% depending on the types of NFS operations and duplicated requests.

사용자 참여 멀티미디어 프리젠테이션을 위한 시간 관계 명세 모델

나인호(In Ho Ra),김성조(Sung Jo Kim),박승규(Seung Kyu Park) 한국정보과학회 1994 정보과학회논문지 Vol.21 No.11

멀티미디어 정보 시스템에서 다양한 멀티미디어 데이타가 시간 제약을 만족하면서 프리젠테이션될 수 있도록 하기 위해서는 미디어 데이타 간의 시간 관계를 효율적으로 나타내고 유지할 수 있는 일반적인 시간 관계 명세 모델이 요구된다. 본 논문에서는 멀티미디어 데이타의 프리젠테이션에 필요한 미디어 데이타 간의 시간 관계 모델링을 위한 기법으로서 TRSG 모델을 제안하였다. 이 모델은 여러가지 미디어 데이타 간의 복잡한 다중 시간 관계의 효율적 표현뿐만 아니라 사용자의 프리젠테이션 개입을 허용함으로써 실시간에 발생하는 프리젠테이션 순서 변화를 동적으로 반영할 수 있도록 설계되었다. TRSG 모델의 주요 특징은 프리젠테이션 수행 단계에서 필요한 실질적이고 유용한 시간 정보를 프리젠테이션 서버에서 직접적으로 제공할 수 있기 때문에 프리젠테이션 서버의 수행 오버헤드를 줄일 수 있다. 본 논문은 제안된 모델의 특성과 구조를 설명하기 위해 TRSG 모델을 이용하여 간단한 프리젠테이션을 컴포지션하고 미디어 데이타 간의 시간 관계를 모델링하는 예를 보였다. Multimedia data have temporal constraints which must be satisfied during the presentation time. To facilitate the presentation of various multimedia data in a multimedia information system, needed is a general model for specifying temporal relationships which supports both efficient representation and maintenance. In this paper, we propose a new temporal relationship specificaton model, called TRSG(Temporal Relationship Specification Graph), which can not only allow efficient representation of multiple temporal relationships between media data in a multimedia application but allow user's inputs that may dynamically modify the presentation sequence at presentation time. Our model also makes it possible to reflect such modifications dynamically to the presentation sequence in real-time. Main contribution of our model is that it can reduce run-time overheads in a multimedia information system by providing practical and immediately available temporal informations with presentation server. Finally, we show a simple example of multimedia composition in order to demonstrate the characteristics and distinct features of the TRSG model.

자기 공진 기반의 무선전력전송 시스템에서 송수신 공진기의 구조 차이에 따른 달성 가능한 효율 비교

이기송,양해권,나인호,Lee, Kisong,Yang, Haekwon,Ra, In-Ho 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.5

자기 공진 기반의 무선전력전송 시스템에서, 송수신 공진기가 가까워짐에 따라 전력비 효율이 급격히 감소하는 주파수 스플리팅 현상은 근거리에서 안정적인 전력 전송을 위하여 반드시 해결해야 하는 문제이다. 본 논문에서는 등가회로 모델을 이용하여 무선전력전송 시스템을 모델링하고, 전력비 효율 및 주파수 스플리팅이 발생하는 한계 커플링 계수($k_{split}$)를 도출하였다. 또한, Advanced Design System을 이용하여 회로 수준의 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 k>$k_{split}$ 의 환경에서 송수신 공진기의 구조에 따라 달성 가능한 전력비 효율이 다름을 보였다. 동일한 구조의 공진기의 경우 k가 커지더라도 높은 수준의 전력비 효율을 유지하는 반면, 상이한 구조의 공진기의 경우 k가 커짐에 따라 전력비 효율도 감소함을 확인했다. 그러므로 k>$k_{split}$를 만족하는 근거리 환경에서 안정적인 전력비 효율을 달성하기 위해서는 상이한 구조의 공진기보다는 동일한 구조의 공진기를 사용하는 것이 더 효율적이다. In magnetic resonance-based wireless power transfer (WPT) systems, frequency splitting phenomenon, in which power transfer efficiency (PTE) decreases seriously as resonators are close to each other, is the problem that we should address for reliable power transfer in short distance. In this paper, we present WPT systems using an equivalent circuit model and analyze PTE and marginal coupling coefficient ($k_{split}$) where the frequency splitting occurs. In addition, we perform circuit-level simulations using Advanced Design System, and show that the achievable PTE is different for the structures of resonators when k>$k_{split}$. We confirm that higher PTE can be ensured as k increases in the case of identical resonators, while PTE is degraded as k increases in the case of non-identical resonators. Therefore, in short distance, in which k>$k_{split}$, it is more efficient for achieving reliable PTE to use identical resonators rather than non-identical resonators.

비트맵 트리를 이용한 대용량 멀티미디어 화일 관리 기법

정태일(Tae Il Jeong),나인호(In Ho Ra),김성조(Sung Jo Kim) 한국정보과학회 1994 정보과학회논문지 Vol.21 No.5

멀티미디어 화일은 텍스트, 그래픽스, 음성, 이미지, 오디오 및 비디오와 같은 여러가지 모노미디어들로 구성되기 때문에 일반적으로 화일 크기가 기존의 텍스트 화일에 비할 수 없을 정도로 크다. 화일 크기가 크면 클수록 그것을 검색하기 위해서는 더욱 많은 시간이 소요되기 때문에 멀티미디어 화일을 실시간 내에 처리하기 위해서는 멀티미디어 화일을 효율적으로 저장하고 검색할 수 있는 능력을 화일 시스템에서 제공하여야 한다. 기존의 UNIX s5 화일 시스템에서 하나의 대용량 멀티미디어 화일은 수많은 디스크 블럭으로 나뉘어 전체 디스크 공간의 불연속적인 위치에 저장되기 때문에 멀티미디어 화일을 액세스하기 위해서는 상당히 많은 디스크 헤드의 이동 시간이 요구되어 화일의 액세스 시간이 증가할 수 밖에 없다. 따라서 이러한 기존의 UNlX s5 화일 시스템은 실시간 처리 조건을 만족해야하는 멀티미디어 화일을 처리하는데는 적합하지 않다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 UNIX 상에서 멀티미디어 화일을 효율적으로 저장 및 검색하기 위한 방안으로서 비트맵 트리를 이용한 연속 블럭 관리 기법을 제시한다. 비트맵 트리는 디스크 내의 모든 데이타 블럭을 각각 하나의 비트로 표현하고 이를 트리로 구성한 것으로서 연속적인 디스크 공간에 대한 정보를 제공하는 자료구조이다. 본 논문에서는 비트맵 트리를 이용한 연속 블럭 할당 및 회수 알고리즘을 제안하였으며, 제안된 알고리즘의 성능을 UNIX s5 화일 시스템의 블럭 할당 및 회수 알고리즘과 비교 평가하였다. 평가 결과로서 제안된 기법을 사용하면 연속적인 블럭의 할당 및 회수에 소요되는 디스크 I/O 횟수가 줄어들고 화일을 디스크의 연속적인 공간에 저장함으로써 전체 액세스 시간을 약 95% 정도 단축시킬 수 있음을 보였다. In general, the size of a multimedia file, which consists of various media such as text, graphics, voice, image, audio and video, is much lager than that of an ordinary text file. This intrinsic characteristics of the multimedia file hinders the real-time access to the file in a mass storage as an important requirement to provide multimedia presentation to the users in a natural way. In UNIX s5 file system, data blocks of a multimedia file would be randomly allocated at free disk space. As a result, many disk head movings are required in the course of accessing a multimedia file, which makes its retrieval time much longer. This demonstrates that UNIX s5 file system is not adequate to dealing with large multimedia files in real-time. In order to solve this problem in UNIX s5 file system, we present a mechanism for managing contiguous disk blocks using bitmap tree as a method for real-time accesses to a multimedia file. Bitmap tree is a data structure which is used to find out the status about contiguous free blocks available in a disk. This paper proposes the algorithms for allocating and deallocating contiguous disk blocks. Also, we evaluate the costs required to allocate and deallocate disk blocks by the proposed algorithms and compare them with the costs required in UNIX s5 file system. Our results show that the proposed mechanism reduces considerably the number of disk I/O operations that may occur in allocating and deallocating contiguous disk blocks, and eventually reduces the total access times of large multimedia files by about 95%.

무선 센서 네트워크를 위한 패킷 손실을 포함한 비선형 네트워크 제어 시스템의 관측기 기반 지능 제어기 설계

나인호(In Ho Ra),김세진(Se Jin Kim),주영훈(Young Hoon Joo) 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회논문지 Vol.19 No.2

본 논문은 무선 센서 네트워크를 위한 패킷 손실을 포함하는 비선형 네트워크 제어 시스템의 관측기 기반 지능 제어기를 제시한다. 비선형 시스템의 지능 제어를 위해 Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델링 기법을 이용하고, 이를 통하여 비선형 네트워크 제어 시스템을 퍼지 모델로 표현한다. 퍼지 모델로 표현된 네트워크 제어 시스템에 대하여 퍼지 관측기를 설계하고, 관측기의 측정치와 실제 시스템의 상태변수 간의 오차를 안정화 시킬 수 있는 출력 궤환 제어기를 설계한다. 제안된 제어기를 포함한 폐루프 시스템의 안정도 조건을 선형 행렬 부등식으로 나타내고, 부등식을 이용하여 제어기의 이득값을 구한다. 모의실험을 통하여 제어기의 효용성을 평가한다. In this paper, an observer-based intelligent controller for the nonlinear networked control systems with packet loss is proposed for wireless sensor network. For the intelligent control of the nonlinear system, it uses the fuzzy system with Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. The observer is designed for the fuzzy networked control system, and the output feedback controller is proposed for the stability of estimates and errors. The stability condition of the closed-loop system with the proposed controller is represented to the linear matrix inequality (LMI) form, and the observer and control gain are obtained by LMI. An example is given to show the verification discussed throughout the paper.

TRSG 모델을 기반으로 한 멀티미디어 프리젠테이션 및 저작 도구 개발

나인호(Ra In Ho) 한국정보과학회 2000 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.6 No.1

본 논문은 고속통신망을 통하여 사용자 개입을 허용하는 멀티미디어 프리젠테이션과 멀티미디어 응용에 포함된 다양한 미디어의 저작을 동시에 수행할 수 있는 도구의 개발에 관한 것이다. 도구 개발을 위해 실시간 동기식 멀티미디어 프리젠테이션을 지원하기 위해 동적 버퍼링 기법, 송수신 시스템간의 데이타 전송률을 동기화를 위해 버퍼 관리 기법과 QoS 파라메터를 기반으로 한 적응형 전송 알고리즘을 적용하였다. 또한, TRSG 모델을 이용하여 사용자가 프리젠테이션 도중에 참여할 수 있도록 하였다. 마지막으로 제안된 도구가 QoS 유지 및 동기화에 영향을 미치는 요소들을 계속적으로 모니터링하여 멀티미디어 프리젠테이션의 수행 상태를 지속적으로 제어하는 이벤트 감시 스레드 기법을 적용하여 연속적인 출력보장과 최소한의 QoS를 지원할 수 있도록 하였다. In this paper, we describe the developing of a tool which supports both multimedia presentation with user's participation through a high speed network and authoring of various media using a single authoring tool. To support real-time synchronous multimedia presentation, we adopt dynamic synchronization method and adaptive transmission algorithm for synchronizing data transfer rate between sender and receiver using buffer management algorithm based on QoS parameters. And we also allow user's participation in the presentation using TRSG(Temporal Relationship Specification Graph) model. Finally, the proposed tool supports the minimal level of QoS and its continuous play-out using event auditing threads which control the current state of a multimedia presentation continuously by monitoring of negative factors effecting on QoS, and synchronization.

효율적 다중처리기 스케쥴링을 위한 휴리스틱 대응 기법

나인호(In-Ho Ra),김성조(Sung-Jo Kim) 한국정보과학회 1990 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.17 No.2

본 논문에서는 polynomial-time내에 다양한 형태의 응용 프로그램 구조와 다중처리기 시스템 구조에 효과적으로 적용할 수 있는 대응 알고리즘을 제안하고, 그 성능을 386/Unix 시스템에서 시뮬레이션 하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 휴리스틱한 기법으로 주어진 응용 프로그램 구조에서 다중처리기 시스템 구조로의 대응을 위하여 weak homomorphism과 acceptable mapping 기법을 사용하였으며, Initial mapping과 improvement 단계로 분리 되어있다. Initial mapping 단계는 빠른 시간내에 최적해에 근접하기 위한 단계이며 improvement 단계는 Initial mapping의 결과가 local optimum일 경우 annealing을 통해 좀 더 가까이 최적해로 접근하기 위한 단계로 사용되었다.

사용자 개입 멀티미더 프리젠테이션을 위한 시간 관계 명세 모델

나인호(In Ho Ra),박승규(Seung Kyu Park),김성조(Sung Jo Kim) 한국정보과학회 1994 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.21 No.1

본 논문은 멀티미디어 프리젠테이션에 필요한 미디어 데이타 간의 시간 관계 모델링을 위한 기법으로서 TRSG 모델을 제안하였다. 이 모델은 사용자의 프리젠테이션 개입을 요구하는 사용자 입력을 처리할 수 있으며 여러가지 미디어 데이타 간의 복잡한 다중 시간 관계 구조를 효율적으로 표현할 수 있도록 설계되었다. 본 논문은 또한 제안된 모델의 특성과 구조를 설명하기 위해 TRSG 모델을 이용하여 간단한 프리젠테이션을 컴포지션하고 미디어 데이타 간의 시간 관계를 모델링하는 예를 보였다.

농작물을 위한 드론 분무 농약 살포의 3차원 분석에 관한 연구

문인식(In Sik Moon),권현진(Hyun Jin Kown),김미현(Mi Hyeon Kim),장세명(Se Myong Chang),나인호(In Ho Ra),김흥태(Heung Tae Kim) 한국스마트미디어학회 2020 스마트미디어저널 Vol.9 No.4

농작물들의 크기와 형태는 매우 다양하며 생육 환경도 각기 다르다. 따라서 드론을 활용하여 농약을 살포할 때에는 각 농작물에 대한 재배 환경과 특성이 고려되어야 하며, 이에 따라 드론의 비행고도, 전진속도 등 비행 조건이 달라져야 한다. 실제로 비행 조건에 따라 농약의 액적 유동이 크게 영향을 받게 되며, 살포 영역에 큰 변화가 발생하고 이로 인해 불균일한 액적 분포가 후류에 형성되어 농약의 전달 효율성이 떨어질 수 있을 뿐만 아니라 비산에 대한 위험성이 존재하게 된다. 본 논문에서는 농업용 드론을 사용하여 특성이 다른 3가지 농작물을 선정하고 드론의 비행 조건을 각각 다르게 하여 농약을 살포했을 때 후류에서의 노즐 유동을 수치해석을 통하여 분석하였으며, 전달되는 액체의 비율을 확률 밀도 함수의 평균 제곱근을 나눈 새로운 성능지수를 이용하여 비교함으로써 작물의 특성에 따른 드론의 농약 살포 가이드라인을 구축하고자 한다. The size and shape of crops are diverse, and the growing environment is also different. Therefore, when one uses a drone to spray pesticides, the characteristics of each crop must be considered, and flight conditions such as the flight height and forwarding velocity of the drone should be changed. The droplet flow of pesticides is affected by various flight conditions, and a large change occurs in the sprayed area. As a result, an uneven distribution of liquid may be formed at the wake, and the transport efficiency will be decreased as well as there would be a risk of toxic scatter. Therefore, this paper analyzes the degree of distribution of pesticides to the crops through numerical analysis when pesticide is sprayed onto the selected three crops with different characteristics by using agricultural drones with different flight conditions. On the purpose of establishing a guideline for spraying pesticides using a drone in accordance with the characteristics of crops, this paper compares the amount of pesticides distributed in the crops at the wake of nozzle flow using the figure of merit, and the sum of transported liquid rate divided by the root mean square of the probability density function.

풍력발전 고장검출 시스템을 위한 인공 신경망 기반의 모델링 기법 개발

문대선,나인호,김성호,Moon, Dae Sun,Ra, In Ho,Kim, Sung Ho 한국스마트미디어학회 2012 스마트미디어저널 Vol.1 No.2

전 세계적으로 풍력발전은 전력생산을 위해 사용되는 신재생 에너지원 중 가장 빨리 성장하고 있는 분야로 새로 건설되는 풍력발전단지는 전체 전력 생산량에서 많은 부분을 차지해가고 있다. 풍력발전단지의 설치 중가는 더욱 효율적인 운영과 유지보수에 대한 기술 개발을 요구하게 된다. CM(Condition Monitoring) 시스템은 풍력발전 시스템의 효율적 운영을 가능케 하는 중요한 도구로 운영자에게 기계의 운전 상태에 대한 정보를 제공함과 동시에 유지보수와 관련된 체계적인 정보를 제공한다. 이에 본 연구에서는 풍력 발전용 SCADA 시스템으로부터의 각종 정보를 이용하여 해당 장치의 고장검출에 효율적으로 사용될 수 있는 인공신경망을 기반으로 하는 정상 동작 모델의 체계적인 설계 과정에 대해 고찰하고자 한다. 또한 제안된 설계 기법의 유용성 확인을 위해 군산 비응도에 설치된 Vestas사의 850KW급 풍력발전시스템으로부터의 SCADA 데이터를 사용하였다. Wind energy is currently the fastest growing source of renewable energy used for electrical generation around world. Wind farms are adding a significant amount of electrical generation capacity. The increase in the number of wind farms has led to the need for more effective operation and maintenance procedures. Condition Monitoring System(CMS) can be used to aid plant owners in achieving these goals. In this work, systematic design procedure for artificial neural network based normal behavior model which can be applied for fault detection of various devices is proposed. Furthermore, to verify the design method SCADA(Supervisor Control and Data Acquisition) data from 850kW wind turbine system installed in Beaung port were utilized.