Dynamic In-Page Logging for B⁺-tree Index

Gap-Joo Na,Sang-Won Lee,Bongki Moon IEEE 2012 IEEE TRANSACTIONS ON KNOWLEDGE AND DATA ENGINEERIN Vol.24 No.7

<P>Unlike database tables, B<SUP>+</SUP>-tree indexes are hierarchical and their structures change over time by node splitting operations, which may propagate changes from one node to another. The node splitting operation is difficult for the basic In-Page Logging (IPL) scheme to deal with, because it involves more than one node that may be stored separately in different flash blocks. In this paper, we propose Dynamic IPL B<SUP>+</SUP>-tree (d-IPL B<SUP>+</SUP>-tree in short) as a variant of the IPL scheme tailored for flash-based B+-tree indexes. The d-IPL B<SUP>+</SUP>-tree addresses the problem of frequent log overflow by allocating a log area in a flash block dynamically. It also avoids a page evaporation problem, imposed by the contemporary NAND flash chips, by introducing ghost nodes to d-IPL B<SUP>+</SUP>-tree. This simple but elegant design of the d-IPL B<SUP>+</SUP>-tree provides significant performance improvement over existing approaches. For a random insertion workload, the d-IPL B<SUP>+</SUP>-tree outperformed a B<SUP>+</SUP>-tree with the plain IPL scheme by more than a factor of two in terms of page write and block erase operations.</P>

SQLite DBMS에 IPL 기법 응용

나갑주(Gap-Joo Na),김상우(Sang-Woo Kim),김재명(Jae-Myung Kim),이상원(Sang-Won Lee) 한국정보과학회 2008 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.35 No.5

플래시메모리는 휴대폰, 디지털카메라를 비롯한 휴대기기의 저장장치로 널리 사용된다. 최근에는 하드디스크와 같은 인터페이스를 가지는 플래시 SSD가 일부 노트북의 하드디스크를 대체하고 있다. 하지만 플래시메모리는 데이타베이스 시스템의 저장장치로 고려되지 못하고 있다. 플래시메모리를 하드디스크처럼 사용하기 위한 플래시 변환 계층이 임의의 영역에 많은 양의 덮어쓰기 연산을 유발하는 데이타 베이스의 워크로드에서 나쁜 성능을 보이기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 In-Page Logging(IPL)이라는 기법이 제안되었다. 이 논문에서는 잘 알려진 오픈소스 데이타베이스인 SQLite에 IPL 기법을 적용하여 성능을 평가하였고, 갱신 질의 처리 성능이 30배 향상됨을 보인다. Flash memory has been widely used in mobile devices, such as mobile phone and digital camera. Recently flash SSD(Solid State Disk), having same interface of the disk drive, is replacing the hard disk of some laptop computers. However, flash memory still cannot be considered as the storage of database systems. The FTL(Flash Translation Layer) of commercial flash SSD, making flash memory operate exactly same as a hard disk, shows poor performance on the workload of databases with many random overwrites. Recently In-Page Logging(IPL) approach was proposed to solve this problem. In this paper, we implement IPL approach on SQLite, a popular open source embedded DBMS, and evaluate its performance. It improves the performance by up to 30 factors for update queries.

멀티코어 임베디드 시스템의 코어별 스케줄링 정책 관리 기법

나갑주 ( Gap-joo Na ),정영준 ( Yungjoon Jung ) 한국정보처리학회 2013 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.20 No.2

서버 및 PC 시장에서의 멀티코어 프로세서의 강세는 임베디드 기기에도 이어지고 있으며 최근 이기종 멀티코어 프로세서를 탑재한 임베디드 제품들도 출시되고 있다. 태스크 스케줄러 관점에서 멀티코어 프로세서는 태스크들이 효과적으로 스케줄링 될 수 있도록 코어를 선택하고 태스크의 이주를 통해 다른 코어들과의 로드를 유지해야 한다. 그러나 현재 임베디드 기기의 태스크 스케줄러는 모든 코어에 동일한 정책을 적용함으로써 태스크의 특징에 따른 효과적인 자원관리를 못하고 있다. 본 논문에서는 코어별로 스케줄링 정책을 관리하는 기법을 적용함으로써 태스크의 특징에 따른 코어의 활용을 높일 수 있는 방안을 제시한다.

식생활교육용 어린이 푸드 아바타 애플리케이션 개발

조주한(Joo Han Cho),김숙배(Sook Bae Kim),김순경(Soon Kyung Kim),김미현(Mi Hyun Kim),김갑수(Gap Soo Kim),김세나(Se Na Kim),김소영(So Young Kim),김정원(Jeong Weon Kim) 대한지역사회영양학회 2013 대한지역사회영양학회지 Vol.18 No.4

An educational application (App) called ‘Children`s Food Avatar’ was developed in this study by using a food DB of nutrition and functionality from Rural Development Administration (RDA) as a smart-learning mobile device for elementary school students. This App was designed for the development of children`s desirable dietary habits through an on-line activity of food choices for a meal from food DB of RDA provided as Green Water Mill guide. A customized avatar system was introduced as an element of fun and interactive animation for children which provides nutritional evaluation of selected foods by changing its appearance, facial look, and speech balloon, and consequently providing chances of correcting their food choices for balanced diet. In addition, nutrition information menu was included in the App to help children understand various nutrients, their function and healthy dietary life. When the App was applied to 54 elementary school students for a week in November, 2012, significant increases in the levels of knowledge, attitude and behavior in their diet were observed compared with those of the control group (p < 0.05, 0.01). Both elementary students and teachers showed high levels of satisfaction ranging from 4.30 to 4.89 for the App, therefore, it could be widely used for the dietary education for elementary school students as a smart-learning device. (Korean J Community Nutr 18(4) : 299~311, 2013)

플래시 메모리를 이용한 다중 버전 기반의 동시성 제어 기법의 성능 평가

오주형(Joo-Hyung Oh),김재명(Jae-Myung Kim),나갑주(Gap-Joo Na),이상원(Sang-Won Lee) 한국정보과학회 2007 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.34 No.1C

데이터베이스 시스템은 전통적으로 트랜잭션의 동시 접근 시 발생할 수 있는 문제들을 해결하고 동시성향상을 위해 다양한 연구를 진행해 왔다. 다중 버전 기반의 동시성 제어 기법은 데이터 레코드에 대한 여러 버전을 전용 공간에 유지하고 이것을 통해 트랜잭션들의 동시 접근 시 블로킹 없이 원하는 데이터를 읽고 쓸 수 있게 된다. 그러나 데이터 레코드가 포함된 데이터 블록에 대해 여러 개의 트랜잭션이 동시에 데이터를 덮어쓰기 했을 경우 다수의 버전이 생성된다. 그래서 트랜잭션 별로 적합한 데이터 버전을 찾기 위해 버전들이 저장되어 있는 전용공간을 랜덤하게 검색해 데이터 블록을 찾아내야 하므로 많은 시간이 소모된다. 따라서 다중 버전 읽기의 부하를 줄이기 위해 차세대 저장 매체로 부상하고 있는 플래시 메모리를 이용할 경우 랜덤 읽기에 의한 데이터베이스 시스템의 성능저하를 줄일 수 있다. 플래시 메모리는 디스크와 달리 기계적인 파트가 존재하지 않기 때문에 저장된 모든 블록에 대해 빠른 랜덤 읽기를 가능하게 한다. 본 논문에서는 플래시 메모리를 다중 버전 기반의 동시성 기법에 적용했을 경우의 성능 평가를 통해 하드 디스크에 비해 3.5배 이상의 높은 성능을 보임을 증명한다.

병렬판구조를 이용한 소형 6축 힘/토크센서의 설계 및 특성평가

주진원,나기수,김갑순,Joo, Jin-Won,Na, Gi-Su,Kim, Gap-Sun 대한기계학회 1998 大韓機械學會論文集A Vol.22 No.2

This paper describes the design processes and evaluation results of a small-sized six-axis force/torque sensor. The new six-axis force/torque sensor including S-type structure has been developed using a parallel plate structure as a basic sensing element. In order tominimize coupling errors, the location of strain gages has been determined based on the finite element analysis and the connections of strain gages have been made such that the bridge circuit with 4 strain gages becomes balanced. Several design modifications result in a similar strain sensitivity for six-axis forces and moments, and the reduced coupling errors of 2.6% FS between each forces and moments. Calibration test results show that the six-axis load cell developed which has light weight of 135g and the maximum capacities of 196 N in forces and 19.6 N.m in moments is estimated to be within 7.1% FS in coupling error.

Nested Interval 을 이용한 XML 문서의 저장 및 질의 기법

송용호 ( Yong-ho Song ),나갑주 ( Gap-joo Na ),이상원 ( Sang-won Lee ) 한국정보처리학회 2005 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.12 No.2

XML(Extensible Markup Language)이 데이터 표현(data representation)과 문서 교환(data exchange)의 표준으로 지정됨에 따라 데이터베이스(database, DB)에 XML 문서를 저장하고 질의하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 현재 주류를 이루고 있는 관계형 DB 에 저장하기 위한 XML 인덱싱(indexing) 기법에 대한 연구도 다양하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 XML 문서를 관계형 DB 에효율적으로 저장하고 질의하기 위한 방법으로서 기존의 트리(tree) 구조의 데이터를 관계형 DB 에Nested Interval 인덱싱 기법을 적용하여 XML 문서를 저장하는 방법에 대해 연구한다. 기존의 저장 기법들의 경우 XML 문서를 효율적으로 질의하기 위한 인덱싱을 수행하기 때문에 입력 후 추가되는 노드(node), 혹은 노드 집합의 입력 시에는 전체 혹은 일부분의 XML 문서를 재-인덱싱 해야 하는 비효율이 있다. 그러나, Nested Interval 의 경우에는 재-인덱싱이 불필요하다. 본 논문에서는 기존의 트리 구조 데이터의 인덱싱 기법들에 대한 비교와 함께 Nested Interval 을 이용한 XML 문서의 인덱싱 기법에 대해 기술한다.

IPL 기반의 Berkeley DBMS

김강년 ( Kang-nyeon Kim ),나갑주 ( Gap-joo Na ),이상원 ( Sang-won Lee ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.2

최근 낸드 플래시 메모리가 차세대 저장장치로 부상하면서 수십 년간 DBMS 의 저장장치였던 하드디스크의 대안으로 주목 받고 있다. 낸드 플래시 메모리는 하드 디스크와 인터페이스가 다르기 때문에 일반적으로 플래시 변환 계층을 사용하여 기존 소프트웨어와 호환성을 유지한다. 하지만 플래시 변환 계층은 소량의 랜덤 쓰기가 빈번한 DBMS 환경에서 비효율적인 방식이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 DBMS 의 특성을 고려한 In-Page Logging(IPL) 기법이 제안되었다. IPL 기법은 우수한 성능과 복구의 용이성 외에도 DBMS 구조를 크게 변경하지 않고 구현이 가능한 것이 장점이다. 본 논문의 목적은 IPL 기법을 활용하여 상용 DBMS 에서 최소한의 변화만으로 낸드 플래시 메모리를 저장 장치로 사용 할 수 있음을 증명하는 것이다. 이를 위해 Berkeley DBMS 에 IPL 기법을 구현하며 성능 평가를 통해 IPL 기법이 상용 DBMS 에서도 우수한 성능을 보이는 것을 확인한다.

관계형 데이터베이스를 이용한 XPath Accelerator: 구현과 튜닝

신진호,나갑주,이상원,Shin Jin-Ho,Na Gap-Joo,Lee Sang-Won 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지D Vol.12 No.2

XML은 데이터 표현과 교환을 위한 표준으로 급격히 자리잡아가고 있으며, XML문서는 다양한 응용분야에 도입되고 있다. 1990년대 후반부터, XML 전용 DBMS(Database Management Systems)들이 개발되어왔고, 최근 들어서는 상용 관계형 DBMS 벤더들도 XML 기능을 자사 제품들(예들 들어 오라클, IBM DB2, 그리고 MS SQL Server)에서 지원하기 시작했다. 본 논문에서는 XML 저장과 인덱싱 기법의 하나인 XPath Accelerator을 특정 관계형 DBMS상에 구현하고 이를 최적으로 튜닝하는 방안을 설명한다. 본 논문의 기여사항은 1) XPath Accelerator의 자세한 구현 방안과 2) 상용 관계형 DBMS의 최신 질의 처리 기법들을 활용한 튜닝 방법이다. XML is rapidly becoming the standard for data representation and exchange, and XML documents are being adopted in various applications. Since the late 1990s, some native XML database management systems(DBMSs) have been developed. More recently, commercial relational DBMS vendors try to incorporate full functionalities of XML into their products, such as Oracle, MS SQL and IBM DB2. In this paper, we implement a well-known RDBMS-based XML data storage and indexing technique, called XPath Accelerator, and tune it in an industry-leading RDBMS. Our contributions are two-folds: 1) an in-depth implementation of the XPath Accelerator technique and 2) its tuning to exploit the advanced query processing techniques of an RDBMS.

SM 분할을 활용한 딥러닝 워크로드 시공간 스케줄링

이문규(Munkyu Lee),성시훈(Sihoon Seong),나갑주(Gap-Joo Na),홍철호(Cheol-Ho Hong) 대한전자공학회 2023 대한전자공학회 학술대회 Vol.2023 No.6