MPI 병렬 프로그램 디버깅을 위한 재실행 및 인과관계 정지점

홍철의 상명대학교 자연과학연구소 1998 自然科學硏究 Vol.5 No.-

병렬 프로그램은 순차 프로그램과는 달리 서로 다른 프로세스 사이의 메시지 경합에 의하여 실행의 비결정성이 발생하여 디버깅 시 결정적 재실행이 보장되지 않으며 정지점 실행 시 인과관계를 만족하는 지점에 정지하지 않는다. 본 논문은 비결정적 실행에 영향을 미치는 MPI 사건을 정의하고 기본 실행에서의 사건의 발생 순서를 기록하여 다음 재실행 시 사건의 발생 순서가 똑 같이 유지되도록 하여 결정적 재실행을 보장한다. 또한, 결정적 재실행을 보장하는 MPI 병렬 프로그램을 보다 쉽게 디버깅하기 위하여 각 프로세스가 정지점 이전에 발생한 모든 사건을 반영하는 상태에서 정지하게 하는 인과관계 정지점을 구현한다. 따라서 프로그래머가 재실행 및 인과관계 정지점을 이용하여 병렬 프로그램에서도 순차 프로그램 환경에서와 같이 순환 디버깅 기법을 사용할 수 있게 한다. Parallel programs reveal non-deterministic characteristics due to message race conditions. This paper addresses the execution replay algorithm for debugging MPI parallel programs. The lexical analyzer identifies the MPI events which affect non-deterministic executions, and then an execution is controlled in order to make it equivalent to a reference execution by keeping their orders of events in two execution identical. A causal breakpoint in each process reflects all events that happened before the breakpoint initiated by one process of a parallel computation. This paper also presents an efficient algorithm which stops each process at the causal breakpoint. So a cyclic debugging approach can be used in debugging MPI parallel programs as like as in debugging sequential programming environments.

시뮬레이티드 어닐링에서의 비용오류 측정 및 분석

홍철의,김영준,Hong, Cheol-Ui,Kim, Yeong-Jun 한국정보처리학회 2000 정보처리논문지 Vol.7 No.4

This paper proposes new cost error measurement method and analyzes the optimistic and pessimistic cost errors statistically which is resulted from an asynchronous parallel Simulated annealing (SA) in distributed memory multicomputers. The traditional cost error measurement scheme has inherent problems which are corrected in the new method. At each temperature the new method predicts the amount of cost error that an algorithm will tolerate and still converge by the hill-climbing nature of SA. This method also explains three interesting phenomenon of he cost error analytically. So the new cost error measurement method provides a single mechanism for the occurrence of cost error and its control.

실시간 정밀절대측위를 위한 정밀위성궤도/시계 성능분석

홍철의,조득재,박슬기,이규철 한국항해항만학회 2014 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.춘계

실시간 정밀절대측위를 정확히 수행하기 위해서는 위성의 정밀 궤도력, 위성시계오차를 정확히 알아야 한다. IGS와 DLR에서 제공하는 정밀궤도력에 대해 각각의 특성을 파악하여, 실시간 정밀절대측위에서 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 근거자료로 제시하였다.

실시간 위성항법신호 이상 인가 시뮬레이터 설계

홍철의,조득재,신미영,유윤자 한국항해항만학회 2012 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.공동학술

다중 기준국에서의 위성신호 이상감시 소프트웨어 설계 및 구현

홍철의,조득재,박상현,유윤자,신미영 한국항해항만학회 2011 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.추계

신뢰성있는 위성합법기반의 위치정보 서비스 제공을 위해서는 오차정보서비스와 항법신호의 이상을 감시하는 서비스가 요구된다. 항법신호 이상감시는 그동안 단일 기준국에 대한 연구 위주로 진행되어 왔다. 본 연구에서는 단일 기준국이 아닌 다중 기준국을 기반으로 한 항법신호 이상을 감시하기 위한 소프트웨어를 설계하고 구현하는데 그 목적이 있다. 다중 기준국을 기반으로 한 항법신호 이상감시 소프트웨어는 GPS 메시지를 효과적으로 수집하는 수집부와, 수집된 데이터를 이용하여 다중 기준국에서의 항법신호를 감시하기 위한 알고리즘 처리부로 나누어 소프트웨어의 효과적인 동작을 위해 모듈화를 진행하였으며, 시스템에 대한 안정성 및 확장성을 고려하여 설계하였다. 본 연구를 통하여 단일 기준국에서는 확인할 수 없는 항법신호 이상을 정밀하게 탐지할 수 있게 되었으며, 오차정보 서비스를 제공하는데 있어 기반자료로 활용될 수 있다.

시뮬레이티드 어닐링을 이용한 복합 재료 절단

홍철의,김영준,김윤호 한국지능정보시스템학회 1997 한국지능정보시스템학회 학술대회논문집 Vol.1997 No.6

MPI 병렬 프로그램의 순환 디버깅을 위한 인과관계 재실행

홍철의,김영준,Hong, Cheol-Eui,Kim, Yeong-Joon 한국정보과학회 2001 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.28 No.9

메세지 전달 병렬 프로그램은 프로세스 사이의 메세지 경합에 의하여 실행의 비결정성이 발생하여 순차 프로그램에서 널리 사용되는 순환 디버깅 기법을 사용하기 어렵다. 본 논무은 MPI 병렬 프로그램에서 비결정적 실행에 영향을 미치는 메세지 전달 사건을 정의한 후, 기본실행에서의 사건의 발생순서가 다음의 재실행시 똑 같이 유지되도록 병행실행을 순차생행으로 변환하여 결정적 재실행을 보장함으로써 실행시 마다 같은 오류가 재현되도록 한다. 또한 MPI 병렬 프로그램의 디버깅을 보다 쉽게 하기 위하여 임의의 프로세스를 정짓켰을 때, 다른 모든 프로세스는 정지점 이전에 발생한 모든 사건을 반영하는 최초의 상태에 정지하게 하는 인과관계 정지점을 구현한다. 따라서 인과관계 재실행 기법을 이용하여 병렬 프로그램에서도 순차 프로그램 환경에서와 같이 순환 디버깅 기법을 사용할 수 있게 한다. The cyclic debugging approach often fails for message passing parallel programs because they non-deterministic characteristics due to message race conditions. This paper identifies the MPI events that affect non-deterministic executions, and then converts the concurrent execution to the sequential one that is controlled in order to make it equivalent to a reference execution by keeping their orders of events in two executions identical. This paper also presents an efficient algorithm for the causal distributed breakpoint which is initiated by any sequential breakpoint in one process, and restores each process to the earliest state that reflects all events that happened causally before the sequential breakpoint. So a cyclic debugging approach can be used in debugging MPI parallel programs as like as in debugging sequential programming environments.

전문가용 가상 협동 시스템 설계

홍철의,김미경,Hong, Chul-Eui,Kim, Mee-Kyeong 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.12

본 논문에서는 웹 기반 분산 시스템을 이용하여 전문가들 사이의 가상 협동 시스템을 구현하였다. 토의 이전에 모든 참가자들에게 필요한 정보를 전달하기 위하여 제안된 시스템은 발표 자료에 멀티미디어 자료를 쉽고 효과적으로 첨가할 수 Synchronous Multimedia Integration Language(SMIL)를 사용하여 발표 자료를 쉽게 제작할 수 있다. 참가자들은 제 안된 이미지에 대하여 문자를 이용하여 토의 할 수 있다. 디지털 이미지에서 관심 있는 영역을 나타내기 위하여 참가자들의 의견에 관계된 점 또는 선분 및 다양한 종류의 표식과 같은 공간 요소를 동적으로 지정 또는 삭제 할 수 있다. 토의 동안 디지털 이미지에 관계된 공간 요소는 물론 전문가의 의견을 저장하기 위하여 XML 파일이 사용되며 후에 정보를 접근할 수 있다. 참가자들은 임의의 폐곡선을 이용하여 이미지에 관심 있는 영역을 선택하고 그에 대한 저장된 정보를 접근할 수 있다. This paper proposes the web-based virtual collaboration among experts. The proposed system supports the presentation tool using Synchronous Multimedia Integration Language(SMIL) which is the easy and efficient way of adding multimedia to presentations. The presentation gives essential information to the participants before actual discuss. The participants use texts in discussing over the presented medical image. The spatial elements such as point or line, and some type of marker with their relative participants' comments can be set or removed dynamically to represent areas of interest in digital images. XML files are used for recording experts' opinions as well as the spatial elements that are associated with digital images during the discussion and stored for future reference. The participants can also set and reset a polygon in the image to select the interested area and refer to the stored relating information.

멀티미디어 파일 시스템을 위한 효율적 버퍼 관리

홍철의,Hong, Chul-Eui 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.8

멀티미디어 데이터는 연속적이고 대용량이며 실시간 특성을 가지고 있으므로 주문형 비디오(VOD)를 서비스하는 멀티미디어 서버에서는 잦은 디스크 입출력 및 프로세서와 디스크 사이의 속도 차이로 인한 시스템 성능 저하가 발생한다. 따라서 멀티미디어 데이터에 대한 디스크 접근을 줄이는 효율적인 버퍼 관리가 필요하다. 본 논문에서는 멀티미디어 서버에서 연속적이고 실시간 특성이 있는 비디오 데이터를 대상으로 버퍼의 적중률을 높여 디스크 접근을 줄이고, 동시에 서비스 받는 사용자수를 늘리며 시스템 전반에 걸친 버퍼 이용도를 높이는 버퍼 관리 방법에 대하여 연구한다. 이를 위해 여러 가지 자원 관리 알고리즘 및 정책변화에 대한 시뮬레이션을 통하여 다양한 환경하에서의 각 알고리즘의 성능을 비교 분석한다. The multimedia data for video-on-demand(VOD) service has large, continuous and real time characteristics. The frequent disk I/O operations takes much time and decrease the system performance in multimedia services. Therefore the efficient buffer management is needed in order to reduce the disk accesses to multimedia data. This paper addresses how to increase the buffer hit ratio and the number of users in a multimedia service like VOD by increasing the utility of buffer. This paper also simulated various resource management algorithms and strategies and evaluated, compared and analyzed their performances.

분산 시뮬레이티드 어닐링을 이용한 복합 재료 재단

홍철의 한국정보과학회 2002 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.29 No.2

The composite stock cutting problem is to allocate rectangular and/or irregular patterns onto a large composite stock sheet of finite dimensions in such a way that the resulting scrap will be minimized. In this paper, the distributed simulated annealing with the new cost error tolerant spatial decomposition is applied to the composite stock cutting problem in MPI environments. The cost error tolerant scheme relaxes synchronization and chooses small perturbations on states asynchronously in a dynamically changed stream length to keep the convergence property of the sequential annealing. This paper proposes the efficient data structures for representation of patterns and their affinity relations and also shows how to determine move generations, annealing parameters, and a cost function. The spatial decomposition method is addressed in detail. This paper identifies that the final quality is not degraded with almost linear speedup. Composite stock shapes are not constrained to convex polygons or even regular shapes, but the rotations are only allowed to 2 or 4 due to its composite nature. 복합 재료로 구성된 원판으로부터 여러 가지 패턴을 버려지는 부분이 최소화되게 배치시킨 후 절단하는 문제를 복합 재료 재단 문제라 부른다. 본 논문은 목적 함수의 비용 오류를 감내하는 영역 분할 분산 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘을 MPI 환경하에서 복합 재료 재단 문제에 적용한다. 비용 오류 감내 기법은 최적해 접근 특성을 유지하기 위하여 스트림 길이를 동적으로 변화하며 상태변환을 비동기적으로 수행한다. 또한 복합 재료 재단 도구 개발을 위한 여러 가지 모양을 가진 패턴의 정보 및 친화도 생성, 목적함수, 상태변환 방법, 어닐링 스케줄 및 이를 위한 효율적인 자료 구조에 대하여 정의한다. 배치될 패턴은 정형이나 convex 다각형으로 제한되어 있지 않고 어떠한 모양도 가능하며 원판은 복합 재료의 성격상 2 또는 4 방향으로 고정되어 있다.