실행시간 적응에 의한 병렬처리시스템의 성능 개선

박대연(Daeyeon Park),한재선(Jaesun Han) 한국정보과학회 1999 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.26 No.7

대부분 병렬처리 시스템에서 성능 파라미터는 복잡하고 프로그램의 수행 시 예견할 수 없게 변하기 때문에 컴파일러가 프로그램 수행에 대한 최적의 성능 파라미터들을 컴파일 시에 결정하기가 힘들다. 본 논문은 병렬 처리 시스템의 프로그램 수행 시, 변화하는 시스템 성능 상태에 따라 전체 성능이 최적화로 적응하는 적응 수행 방식을 제안한다. 본 논문에서는 이 적응 수행 방식 중에 적응 프로그램 수행을 위한 이론적인 방법론 및 구현 방법에 대해 제안하고 적응 제어 수행을 위해 프로그램의 데이타 공유단위에 대한 적응방식(적응 입도 방식)을 사용한다. 적응 프로그램 수행 방식은 프로그램 수행 시 하드웨어와 컴파일러의 도움으로 프로그램 자신이 최적의 성능을 얻을 수 있도록 적응하는 방식이다. 적응 제어수행을 위해 수행 시에 병렬 분산 공유 메모리 시스템에서 프로세서 간 공유될 수 있은 데이타의 공유 상태에 따라 공유 데이타의 크기를 변화시키는 적응 입도 방식을 적용했다. 적응 입도 방식은 기존의 공유메모리 시스템의 공유 데이타 단위의 통신 방식에 대단위 데이타의 전송 방식을 사용자의 입장에 투명하게 통합한 방식이다. 시뮬레이션 결과에 의하면 적응 입도 방식에 의해서 하드웨어 분산 공유 메모리 시스템보다 43%까지 성능이 개선되었다. On parallel machines, in which performance parameters change dynamically in complex and unpredictable ways, it is difficult for compilers to predict the optimal values of the parameters at compile time. Furthermore, these optimal values may change as the program executes. This paper addresses this problem by proposing adaptive execution that makes the program or control execution adapt in response to changes in machine conditions. Adaptive program execution makes it possible for programs to adapt themselves through the collaboration of the hardware and the compiler. For adaptive control execution, we applied the adaptive scheme to the granularity of sharing adaptive granularity. Adaptive granularity is a communication scheme that effectively and transparently integrates bulk transfer into the shared memory paradigm, with a varying granularity depending on the sharing behavior. Simulation results show that adaptive granularity improves performance up to 43% over the hardware implementation of distributed shared memory systems.

낙동강 강정고령보 구간 내 보 수위저하에 따른 수질 및 식물플랑크톤 변동특성 분석

박대연 ( Daeyeon Park ),박형석 ( Hyungseok Park ),김성진 ( Sungjin Kim ),정세웅 ( Sewoong Chung ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2019 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2019 No.-

Trojan: 공유메모리 구조를 위한 고성능 시뮬레이터

박대연(Daeyeon Park),안우현(Woohyun Ahn) 한국정보과학회 1999 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.26 No.4

이 논문은 병렬 공유 메모리 시스템의 성능을 정확하게 평가할 수 있으며, MIT의 Proteus 시뮬레이터의 기능을 확장한 시뮬레이터인 Trojan에 대해 언급한다. 이 논문에서 언급되는 Trojan의 주요한 기능으로는 다음과 같다. 첫째, Trojan은 프로세스 기반 용용 프로그램(예를 들어, SPLASH)과 쓰레드 기반 용용 프로그램들(예를 들어, SPLASH2)에 대해 효율적 시뮬레이션을 제공한다. 둘째, 수행 구동 시뮬레이터 중에 처음으로 기상 메모리 시뮬레이션 기능이 구현되었다. 실제 운영체제의 가상 메모리 시스템과 하드웨어 시스템과의 상호작용 및 가상 메모리 시스템의 성능을 평가할 수 있게 되었다. 셋째, Trojan은 기존의 수행 기반 시뮬레이터와 달리 병렬 응용 프로그램의 변경없이 수행할 수 있다. 기존의 공유 메모리 시뮬레이터들은 공유 메모리를 참조하기 위해서 시뮬레이터 자체가 제공하는 문법에 맞게 변경해야만 하는 단점이 있다. 이 논문에서처럼 Trojan 시뮬레이터는 캐쉬 동작, 네트웍 통신양, 다중프로세서 시스템 설계, 그리고, 병렬 공유 응용 프로그램 동작 및 성능 연구에 효율적이고 폭넓게 사용되고 있다. This paper presents an execution-driven simulator called Trojan, which is an extended version of MIT Proteus, for evaluating the performance of parallel shared-memory machines. The key features of Trojan are: 1) it simulates efficiently both process-model based (e.g., SPLASH) and thread-model based applications (e.g., SPLASH2) (a “copy-on-write” mechanism is used on process-based applications implemented on a threads package); 2) it provides support for virtual memory simulation, which is, to our knowledge, the first execution-driven simulator to offer this functionality; and 3) Trojan does not require making any modification to applications, which results in increased accuracy and usability. We have used Trojan extensively to study cache behavior, network traffic patterns, multiprocessor architectures, and application behavior.

플래시 메모리를 위한 파일 시스템의 구현

박상호(Sangho Park),안우현(Woo Hyun Ahn),박대연(Daeyeon Park),김정기(Jeong-Ki Kim),박승민(Sung-Min Park) 한국정보과학회 2001 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.7 No.5

플래시 메모리는 기존의 회전식 자기 매체에 비해서 속도가 빠르고, 충격에 강한 장점이 있다. 이런 특성으로 인해 기존의 가전, 통신 기기, 휴대 기기에서 저장매체로써 플래시 메모리의 사용이 증대하고 있고, 더불어 저장 매체로 플래시 메모리를 사용한 파일 시스템의 필요성도 증가하고 있다. 저장 매체로써 플래시 메모리는 위와 같은 장점 외에 두 가지 문제점을 가지고 있다. 첫째, 데이타를 덧쓸 수가 없다는 점이다. 데이타를 덧쓰기 위해서는 데이타를 저장하기 전에 플래시 메모리를 지워야 하는데, 지우는 작업은 1초 정도의 시간이 소요된다. 따라서, 플래시 메모리에 저장된 데이타를 수정할 때, 시간이 오래 걸리게 되는데, 본 논문에서는 기존의 LFS(Log-structured File System) 방식으로 데이타를 저장하여 이와 같은 문제점을 해결하였다. 플래시 메모리의 두 번째 문제점은 수명이 제한되어 있다는 점이다. 본 논문에서는 cleaning policy 를 통하여 수명을 최대한 연장시킬 수 있도록 하였다. 본 논문에서 구현한 플래시 파일 시스템은 소용량 저장매체에 적합한 FAT를 사용하여 성능을 향상시켰고, FAT를 구현할 때 발생할 수 있는 문제점을 해결하였다. 또한, 차례 쓰기, 무작위 쓰기의 실험을 통해서 성능을 분석하였다. Advantages of flash memories are their shock resistance and fast read speed, which is much faster than that of a HDD. Because of these characteristics, they are increasingly used in the traditional household electric appliance and portable handset and ,therefore, development of file systems which use them as storage medium is increasingly needed. But they have two problems as storage medium. First, data stored in them cannot be overwritten: it must be erased before new data can be stored. Unfortunately, this erase operation usually takes about one second. Consequently, updating data in flash memories takes long time. In this paper, their problem is solved by using a data update mechanism like LFS(Log-structured File System). Second, their erase operations are restricted. We propose novel cleaning policy in order to increase the life cycle. We implemented FAT file system, which is suitable to small storage medium and solved problems, which usually happen in implementing FAT. We evaluated the performance of sequential writes and random writes on our implemented flash file system.

확장성을 위한 RMP 프로토콜의 개선 및 구현

김연섭(Yearn-Sub Kim),박규호(Kyu-Ho Park),박대연(Daeyeon Park) 한국통신학회 1999 한국통신학회 학술대회 및 강연회 Vol.1999 No.4

낙동강에서 수환경 변화에 따른 남조류 변동 특성 분석

김성진 ( Sungjin Kim ),정세웅 ( Sewoong Chung ),박형석 ( Hyungseok Park ),박대연 ( Daeyeon Park ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2018 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2018 No.-

하부 클러스터링 환경의 Shared Virtual Memory 시스템에 대한 영향 분석

정재웅(JaeWoong Chung),성병학(Byeong Hag Seong),박규호(Kyu Ho Park),박대연(Daeyeon Park) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1A

Shared Virtual Memory(SVM)는 NOW 환경에서 비용으로 사용자에게 소프트웨어적으로 공유 메모리 구조를 제공하는 기법 중의 하나이다. SVM 시스템의 성능은 1 차적으로 일관성 유지 프로토콜의 효율성에 의해 결정되지만 하부 클러스터링 환경의 영향 또한 매우 크다. 그러나 기존의 연구들은 프로토콜의 효율성 개선에만 주안점은 두어 하부 클러스터링 환경의 각 요소가 전체 시스템의 성능에 미치는 영향에 대한 분석이 부족하였다. 본 연구는 클러스터링 시스템의 주요 요소인 CPU, 메인 메모리, 네트워크 인터페이스가 전체 시스템의 성능에 미치는 영향을 밝히고자 한다. 이를 위해 SVM 시스템을 구현하여, 실제로 클러스터링 시스템 상에서 각 요소의 변화에 대한 시스템 성능의 변화를 정량적으로 측정하였다. 측정 분석 결과 CPU와 네트워크 인터페이스의 성능 차와 메인 메모리의 크기가 전체성능에 영향을 크게 미침을 밝혔고, 또 사용된 일관성 유지 프로토콜에 따라 영향을 받는 정도가 달라짐도 밝혔다.

고빈도 DO 및 수온 센서 자료를 이용한 대청호 생태계 신진대사 산정

김성진 ( Sung-jin Kim ),정세웅 ( Se-woong Chung ),박형석 ( Hyungseok Park ),오정국 ( Jungkuk Oh ),박대연 ( Daeyeon Park ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2018 한국물환경학회지 Vol.34 No.6

The lakes’ metabolism bears important information for the assessment of the carbon budget due to the accumulation or loss of carbon in the lake as well as the dynamics of the food webs through primary production. A lake-scale metabolism is evaluated by Gross Primary Production (GPP), Ecosystem Respiration (R), and Net Ecosystem Production (NEP), which is the difference between the first two values. Methods for estimating GPP and R are based on the levels carbon and oxygen. Estimation of carbon is expensive because of the use of radioactive materials which requires a high degree of proficiency. The purpose of this study was to estimate Lake Daecheong ecosystem metabolism using high frequency water temperature data and DO measurement sensor, widely utilized in the field of water quality monitoring, and to evaluate the possibility of using the application method. High frequency data was collected at intervals of 10 minutes from September to December 2017 by installing a thermistor chain and a DO sensor in downstream of Daechung Dam. The data was then used to estimate GPP, R and NEP using the R public program LakeMetabolizer, and other metabolism models (mle, ols, kalman, bookkeep). Calculations of gas exchange coefficient methods (cole, crusius, heiskanen, macIntyre, read, soloviev, vachon) were compared. According to the result, Lake Daecheong has some deviation based on the application method, but it was generally estimated that the NEP value is negative and acts as a source of atmospheric carbon in a heterotrophic system. Although the high frequency sensor data used in this study had negative and positive GPP and R values during the physical mixing process, they can be used to monitor real-time metabolic changes in the ecosystem if these problems are solved.

낙동강 중하류에서 이산화탄소 순배출 플럭스 산정 및 영향인자 분석

이은주 ( Eunju Lee ),정세웅 ( Sewoong Chung ),박형석 ( Hyungseok Park ),김성진 ( Sungjin Kim ),박대연 ( Daeyeon Park ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2019 한국물환경학회지 Vol.35 No.4

Carbon dioxide(CO₂) emission from rivers to the atmosphere is a key component in the global carbon cycle. Most of the rivers are supersaturated with CO₂. At a global scale, the amount of CO₂ emission from rivers is reported to be five-fold greater than that from lakes and reservoirs, but relevant data are rare in Korea. The objectives of this study is to estimate the CO₂ net atmospheric flux(NAF) from the upstream of Gangjeong-Goryeong Weir(GGW), Dalseong Weir(DSW), Hapcheon-Changnyeong Weir(HCW), and Changnyeong-Haman Weir(CHW) located in Nakdong RiverSouth Korea) using field and laboratory experimentsand to apply data mining techniques to develop parsimonious prediction models that can be used to estimate CO₂ NAF with physical and water quality variables that can becollected easily. As a result, the study sites were all heterotrophic systems that often released CO₂ to the atmosphere, except when the algal photosynthesis was active.The median CO₂ NAF was minimum 391.5 mg-CO₂/m²day at GGW and maximum 1472.7 mg-CO₂/m²day at DSW. The CO₂ NAF showed a negative correlation with pH and Chl-a since the overgrowth of the algae consumed CO₂ in the water and increased the pH. As the parsimonious multiple regression model and random forest model developed, this study showed an excellent performance with the Adj.R² value higher than 0.77 in all weirs. Thus, these methods can be used to estimate CO₂ NAF in the river even if there is no pCO₂ measurement data.