플래시 메모리 상에서 B⁺-트리 노드 크기 증가에 따른 성능 평가

박동주,최해기,Park, Dong-Joo,Choi, Hae-Gi 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지 A Vol.15 No.6

Flash memory is widely used as a storage medium for mobile devices such as cell phones, MP3 players, PDA's due to its tiny size, low power consumption and shock resistant characteristics. Additionally, some computer manufacturers try to replace hard-disk drives used in Laptops or personal computers with flash memory. More recently, there are some literatures on developing a flash memory-aware $B^+$-tree index for an efficient key-based search in the flash memory storage system. They focus on minimizing the number of "overwrites" resulting from inserting or deleting a sequence of key values to/from the $B^+$-tree. However, in addition to this factor, the size of a physical page allocated to a node can affect the maintenance cost of the $B^+$-tree. In this paper, with diverse experiments, we compare and analyze the costs of construction and search of the $B^+$-tree and the space requirement on flash memory as the node size increases. We also provide sorting-based or non-sorting-based algorithms to be used when inserting a key value into the node and suggest an header structure of the index node for searching a given key inside it efficiently. 플래시 메모리는 크기가 작고 적은 전력을 사용하며 충격에 강하기 때문에 휴대폰, MP3 플레이어, PDA와 같은 이동 기기에 널리 사용되고 있다. 또한, 노트북과 개인용 컴퓨터에서 사용하던 하드디스크를 플래시 메모리로 교체하려는 시도도 진행되고 있다. 최근에는 플래시 메모리 저장 시스템에서 대용량의 데이터를 효율적으로 검색하기 위한 플래시 메모리용 $B^+$-트리 인덱스를 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 이러한 연구는 $B^+$-트리에 키의 삽입 또는 삭제 시 발생하는 "덮어쓰기"를 최소화하는데 초점을 두고 있다. 그러나 이것뿐만 아니라 하나의 $B^+$-트리 노드에 할당되는 물리적 페이지의 크기도 $B^+$-트리 성능에 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 다양한 실험을 통해 노드 크기에 따른 $B^+$-트리의 구축 성능, 검색 성능, 그리고 저장 공간 사용량을 비교 및 분석한다. 노드에 키 삽입 시 정렬 및 비정렬 알고리즘을 제시하며, 또한 효율적인 노드 검색을 위한 적절한 인덱스 노드 헤드 구조를 제안한다.

화물조업주차관련제도 개선방향

박동주,김도경,하오근,오정택,Park, Dong-Joo,Kim, Do-Gyeong,Ha, Oh-Keun,Oh, Jeong-Taek 대한교통학회 2011 교통 기술과 정책 Vol.8 No.1

질의 결과를 이용한 거리 브라우징 질의의 처리

박동주,박상원,정태선,이상원,Park Dong-Joo,Park Sangwon,Chung Tae-Sun,Lee Sang-Won 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지D Vol.12 No.5

k-최근접 질의와 같은 거리 브라우징 질의는 지리정보시스템(GIS)과 같은 공간 데이터베이스 응용에서 아주 중요한 질의이다. 최근 GIS 응용은 웹과 같은 다중 사용자 환경으로 확장되고 있는 추세이다. 이러한 질의를 처리하기 위한 많은 기법들 중에서 Hjaltason과 Samet이 제안한 알고리즘이 가장 우수하지만, 하나의 질의 처리에 대해서만 최적화가 이루어졌다. 따라서 다중 사용자 환경에 적합하도록 이러한 기법들을 보완할 필요성이 있다. 이전에 처리된 질의 결과를 캐쉬에 저장해 두고(즉, 질의 결과 캐슁 기법) 후속 질의를 처리할 때 질의 결과를 이용하는 (즉, 질의 결과 매칭 기법) 것은 하나의 좋은 접근 방법이라 할 수 있다. 본 논문은 다중 사용자 GIS 환경에서 거리 브라우징 질의를 효율적으로 처리하기 위해서 캐쉬된 이전 질의 결과를 재사용할 수 있도록 보완된 Hjaltason & Samet의 알고리즘을 제안한다. 실험 결과를 통해 우리의 접근 방법이 효율적임을 보인다. Distance browsing queries, namely k-nearest neighbor queries, are the most important queries in spatial database applications, e.g., Geographic Information Systems(GISs). Recently, GIS applications trends to extend themselves toward wide multi-user environments such as the Web. Since many techniques for such queries, where Hjaltason and Samet's algorithm is the most efficient one, were optimized for only one query, we need to complement them suitable for multi-user environments. It can be a good approach that we store many individual query results in a cache, i.e., query result caching and reuse them in evaluating incoming queries, j.e., query result matching. In this paper, we propose a complementary Hjaltason and Samet's algerian capable of reusing previous query results in a cache for answering distance browsing queries in multi-user GIS environments. Our experimental results conform the efficiency of our approach.

FAST :플래시 메모리 FTL을 위한 완전연관섹터변환에 기반한 로그 버퍼 기법

박동주,최원경,이상원,Park Dong-Joo,Choi Won-Kyung,Lee Sang-Won 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지 A Vol.12 No.3

플래시 메모리가 개인 정보 도구, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경, 모바일 제품, 가전 제품 등에 급속한 속도로 활용되고 있다. 플래시 메모리는, 이러한 환경에 저장매체로서 사용되기에 적합한 성질들 - 즉 저전력, 비휘발성, 고성능, 물리적인 안정성, 그리고 휴대성 등 - 을 갖고 있다. 그런데 하드디스크와 달리, 이미 데이터가 기록된 블록에 대해 덮어쓰기가 되지 않는다는 약점을 갖고 있다. 덮어쓰기를 위해서는 해당 블록을 지우고 쓰기 작업을 수행해야 한다. 이와 같은 성질은 플래시 메모리의 쓰기 성능을 매우 저하시킬 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 플래시 메모리에는 FTL(Flash Translation Layer)라는 시스템 소프트웨어 모듈을 갖고 있다. 현재까지 많은 FTL 기법들이 제안되었는데, 그 중에서 대표적인 기법으로 로그블록 기법이 있다. 이 기법은 한정된 수의 로그블록을 쓰기 버퍼로 이용함으로써 쓰기에 따른 소거 연산을 줄임으로써 성능을 높인다. 그런데 이 기법은 로그블록의 활용률이 낮다는 것이 단점이다. 이러한 단점은 각 로그블록에 쓰여질 수 있는 섹터들이 블록 단위로 연관(Block Associative Sector Translation - BAST)되기 때문이다. 본 논문에서는 한정된 수의 로그블록들의 활용률을 높이기 위해 임의쓰기(random overwrite) 패턴을 보이는 섹터들을 전체 로그블록들에 완전 연관(Fully Associative Sector Translation - FAST)시킴으로써 활용률을 높이는 FAST 기법을 제안한다. 본 논문의 기여사항을 다음과 같다. 1) BAST 기법의 단점과 그 이유를 밝히고, 2) FAST 기법의 동기, 기본 개념, 그리고 동작원리를 설명하고, 3) 성능평가를 통해 FAST 기법의 우수성을 보인다. Flash memory is at high speed used as storage of personal information utilities, ubiquitous computing environments, mobile phones, electronic goods, etc. This is because flash memory has the characteristics of low electronic power, non-volatile storage, high performance, physical stability, portability, and so on. However, differently from hard disks, it has a weak point that overwrites on already written block of flash memory is impossible to be done. In order to make an overwrite possible, an erase operation on the written block should be performed before the overwrite, which lowers the performance of flash memory highly. In order to solve this problem the flash memory controller maintains a system software module called the flash translation layer(FTL). Of many proposed FTL schemes, the log block buffer scheme is best known so far. This scheme uses a small number of log blocks of flash memory as a write buffer, which reduces the number of erase operations by overwrites, leading to good performance. However, this scheme shows a weakness of low page usability of log blocks. In this paper, we propose an enhanced log block buffer scheme, FAST(Full Associative Sector Translation), which improves the page usability of each log block by fully associating sectors to be written by overwrites to the entire log blocks. We also show that our FAST scheme outperforms the log block buffer scheme.

녹색수송수단으로의 전환정책과 효과: 철송을 중심으로

박동주,하오근,신승진,김한수,서해림,Park, Dong-Joo,Ha, Oh-Keun,Shin, Seung-Jin,Kim, Han-Soo,Seo, Hae-Rim 대한교통학회 2010 교통 기술과 정책 Vol.7 No.5

플래시 메모리 상에서 B(+)-트리 노드 크기 증가에 따른 성능 평가

박동주 ( Dong Joo Park ),최해기 ( Hae Gi Choi ) 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지 A Vol.15 No.6

플래시 메모리는 크기가 작고 적은 전력을 사용하며 충격에 강하기 때문에 휴대폰, MP3 플레이어, PDA와 같은 이동 기기에 널리 사용되고 있다. 또한, 노트북과 개인용 컴퓨터에서 사용하던 하드디스크를 플래시 메모리로 교체하려는 시도도 진행되고 있다. 최근에는 플래시 메모리 저장 시스템에서 대용량의 데이터를 효율적으로 검색하기 위한 플래시 메모리용 B+-트리 인덱스를 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 이러한 연구는 B+-트리에 키의 삽입 또는 삭제 시 발생하는 “덮어쓰기”를 최소화하는데 초점을 두고 있다. 그러나 이것뿐만 아니라 하나의 B+-트리 노드에 할당되는 물리적 페이지의 크기도 B+-트리 성능에 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 다양한 실험을 통해 노드 크기에 따른 B+-트리의 구축 성능, 검색 성능, 그리고 저장 공간 사용량을 비교 및 분석한다. 노드에 키 삽입 시 정렬 및 비정렬 알고리즘을 제시하며, 또한 효율적인 노드 검색을 위한 적절한 인덱스 노드 헤드 구조를 제안한다. Flash memory is widely used as a storage medium for mobile devices such as cell phones, MP3 players, PDA’s due to its tiny size, low power consumption and shock resistant characteristics. Additionally, some computer manufacturers try to replace hard-disk drives used in Laptops or personal computers with flash memory. More recently, there are some literatures on developing a flash memory-aware B -tree index for an efficient key-based search in the flash memory storage system. They focus on minimizing the number of “overwrites” resulting from inserting or deleting a sequence of key values to/from the B -tree. However, in addition to this factor, the size of a physical page allocated to a node can affect the maintenance cost of the B -tree. In this paper, with diverse experiments, we compare and analyze the costs of construction and search of the B -tree and the space requirement on flash memory as the node size increases. We also provide sorting-based or non-sorting-based algorithms to be used when inserting a key value into the node and suggest an header structure of the index node for searching a given key inside it efficiently.

향상된 혼합 사상기법을 이용한 효율적인 대블록 플래시 메모리 변환계층 설계 및 구현

박동주(Dong-Joo Park),곽경훈(Kyounghoon Kwak) 한국정보과학회 2009 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.15 No.1

플래시 메모리는 크기가 작고, 적은 전력을 사용하며 충격에 강하기 때문에 MP3 플레이어, 핸드폰, 디지털 카메라와 같은 휴대용 기기에서 저장장치로 널리 사용되고 있다. 플래시 메모리의 많은 장점 때문에 개인용 컴퓨터 및 노트북에서 사용되는 저장장치인 하드디스크를 플래시 메모리로 대체하고자 하는 연구도 진행되고 있다. 플래시 메모리는 덮어쓰기가 허용되지 않으며 읽기/쓰기의 기본 단위와 삭제의 기본 단위가 다르기 때문에 FTL(Flash Translation Layer)라는 플래시 변환 계층을 사용한다. 최근에는 기존의 플래시 메모리와 다른 물리구조와 특성을 갖는 대블록 플래시 메모리가 등장하여 기존의 FTL을 그대로 사용하게 되면 플래시 메모리를 효율적으로 사용할 수 없다. 본 논문에서는 기존의 FTL 중 가장 좋은 성능을 내는 FAST (Fully Associative Sector Translation)을 기반으로 데이타블록 내에서 페이지 단위 사상을 적용하여 대블록 플래시 메모리의 특성에 맞는 FTL 기법을 제안한다. Flash memory is widely used as a storage medium of mobile devices such as MP3 players, cellular phones and digital cameras due to its tiny size, low power consumption and shock resistant characteristics. Currently, there are many studies to replace HDD with flash memory because of its numerous strong points. To use flash memory as a storage medium, FTL (Flash Translation Layer) is required since flash memory has erase-before-write constraints and sizes of read/write unit and erase unit are different from each other. Recently, new type of flash memory called “large block flash memory” is introduced. The large block flash memory has different physical structure and characteristics from previous flash memory. So existing FTLs are not efficiently operated on large block flash memory. In this paper, we propose an efficient FTL for large block flash memory based on FAST (Fully Associative Sector Translation) scheme and page-level mapping on data blocks.

반지하 주거공간의 환기방법에 따른 라돈 농도에 관한 연구

박동주(Dong Joo Park),장승우(Seung woo Jang),김세환(Se Hwan Kim) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.6

Most people living in the 21st century are living in indoor environments more than 80 percent of the day, and the quality of life is becoming more important. Indoor air quality makes up a large part of it. Radon"s main source is soil, and it has a lasting effect on our living on the ground. Radon is a highly dangerous substance that has been named after smoking by the World Health Organization (WHO) for the causes of lung cancer. As a result, this study informs modern people about the risk of Radon, and selects a semi-basement residential space that is likely to be affected by Radon among indoor spaces to measure the Radon concentration and to reduce the radon concentration. The measurement method was to determine the location and time of the measurement, reflecting the lifestyle patterns of the residents. Overall, the measurements are shown to be highly irregular due to various environmental factors, but they are clearly lower when ventilation is not performed. The effects were high in the order of 24H forced ventilation, natural ventilation, and forced ventilation. The combination of natural and forced ventilation is important.

낸드 플래시 메모리 상에서 쓰기 패턴 변환을 통한 효율적인 B-트리 관리

박동주(Dong-Joo Park),최해기(Haegi Choi) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.36 No.6

플래시 메모리는 하드디스크와 다른 물리적 특성을 가진다. 대표적으로 읽기연산과 쓰기연산의 비용이 다르고, 덮어쓰기(overwrite)가 불가능하여 소거연산(erase)이 선행되어야 한다. 이러한 물리적 제약을 소프트웨어적으로 보완해주기 위해서, 플래시 메모리를 사용하는 시스템은 대부분 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer)을 사용한다. 현재까지 효율적인 FTL 기법들이 제안되었으며, 이들은 임의쓰기(random writes) 패턴보다 순차쓰기(sequential writes) 패턴에 훨씬 더 효율적으로 동작한다. 본 논문에서는 플래시 메모리 상에서 B-트리 인덱스를 효율적으로 생성, 유지하기 위한 새로운 기법을 제안한다. B-트리에 키의 삽입, 삭제, 수정 등의 연산을 수행하면 FTL에 비효율적인 임의쓰기 패턴을 많이 발생시키며, 결국 B-트리 인덱스 유지 비용이 커지게 된다. 제안하는 기법에서는 B-트리에서 발생되는 임의쓰기 패턴을 먼저 플래시 메모리의 쓰기 버퍼에 추가쓰기(append writes) 패턴으로 변환하여 저장하고, 추후이를 FTL에 효율적인 순차쓰기 패턴으로 FTL에 전달한다. 다양한 실험을 통해 제안하는 기법이 기존의 기법보다 플래시 메모리 I/O 비용 측면에서 우수하다는 것을 보인다. Flash memory has physical characteristics different from hard disk where two costs of a read and write operations differ each other and an overwrite on flash memory is impossible to be done. In order to solve these restrictions with software, storage systems equipped with flash memory deploy FTL(Flash Translation Layer) software. Several FTL algorithms have been suggested so far and most of them prefer sequential write pattern to random write pattern. In this paper, we provide a new technique to efficiently store and maintain the B-tree index on flash memory. The operations like inserts, deletes, updates of keys for the B-tree generate random writes rather than sequential writes on flash memory, leading to inefficiency to the B-tree maintenance. In our technique, we convert random writes generated by the B-tree into sequential writes and then store them to the write-buffer on flash memory. If the buffer is full later, some sequential writes in the buffer will be issued to FTL. Our diverse experimental results show that our technique outperforms the existing ones with respect to the I/O cost of flash memory.

위상지연판 접합 편광필름의 광학적 고찰

박동주(Park Dong Joo),김지원(Kim Ji Won),주영복(Joo Young Bok) 대한전자공학회 2023 대한전자공학회 학술대회 Vol.2023 No.05