統一韓國의 韓·美 軍事協力體制 提案

임성채 해군대학 1997 海洋戰略 Vol.- No.97

A Flash-based B+-Tree using Sibling-Leaf Blocks for Efficient Node Updates and Range Searches

임성채 한국인터넷방송통신학회 2016 International Journal of Internet, Broadcasting an Vol.8 No.3

Recently, as the price per bit is decreasing at a fast rate, flash memory is considered to be used as primary storage of large-scale database systems. Although flash memory shows off its high speeds of page reads, however, it has a problem of noticeable performance degradation in the presence of increasing update workloads. When updates are requested for pages with random page IDs, in particular, the shortcoming of flash tends to impair significantly the overall performance of a flash-based database system. Therefore, it is important to have a way to efficiently update the B+-tree, when it is stored in flash storage. This is because most of updates in the B+-tree arise at leaf nodes, whose page IDs are in random. In this light, we propose a new flash B+-tree that stores up-to-date versions of leaf nodes in sibling-leaf blocks (SLBs), while updating them. The use of SLBs improves the update performance of B-trees and provides the mechanism for fast key range searches. To verify the performance advantages of the proposed flash B+-tree, we developed a mathematical performance evaluation model that is suited for assessing B-tree operations. The performance comparisons from it show that the proposed flash B+-tree provides faster range searches and reduces more than 50% of update costs.

연속매체 재연에 적합한 스케줄링 주기 확장을 허용하는 동적 Sweep 기법

임성채,Lim, Sung-Chae 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지 A Vol.12 No.5

컴퓨터 성능 및 네트워크 기술의 발전으로 웹 상에서 연속매체(Continuous Media: CM)의 온라인 스트리밍(streaming) 서비스가 일반화 되었다. 이런 서비스를 위해서는 다양한 종류의 CM 스트림을 효과적으로 처리할 수 있어야 하며 이를 위해 Sweep 기법이 연구되었다. 이 기법은 끊김현상 없이 스트리밍 서비스를 할 수 있고 탐색지연 시간을 최적화 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 서비스 하고 있는 스트림의 스케줄링 주기를 사이클이라고 하는 단일한 크기로 맞춰야 하기 때문에 스케줄링의 유연성이 떨어지며, 이로 인해 발생하는 디스크 대역폭의 낭비가 매우 커질 수 있다는 문제를 가지고 있다. 논문에서는 이런 문제점을 해결하기 위해 CM 스트림의 스케줄링 주기를 동적으로 확장할 수 있는 기법을 연구하며, 이 기법에 적합한 새로운 승인제어 방식을 이용하여 끊김현상을 막는다. 논문에서는 제안된 기법의 성능상의 우수성을 보이기 위해 모의실험이 수행되었으며, 모의실험 결과를 통해 제안된 동적 Sweep 기법이 디스크 이용효율과 스케줄링 유연성의 측면에서 기존 Sweep 기법에 비해 우수한 특성이 있음을 알 수 있다. With fast advances in computing power and network technologies, online streaming services of continuous media (CM) have been popularly implemented on the Web. To implement such services, a variety of CM streams need to be processed efficiently, so that the Sweep scheme was proposed. This scheme has several advantages such as hiccup-free playbacks and seek-time optimization. In this scheme, however, the entire CM streams are scheduled with a single scheduling period, called a cycle. Since only one scheduling period is allowed in this scheme, a significant amount of disk time is usually wasted because of its inflexible disk schedules. To solve this, we propose a new dynamic Sweep scheme. For this, we devise an algorithm that is able to expand scheduling periods of serviced CM streams and propose a new admission control mechanism guaranteeing hiccup-free playbacks. To show performance gains, we execute various simulation experiments. From the experimental results, we can see that the proposed scheme outperforms the Sweep scheme in terms of disk utilization and scheduling flexibility.

연속매체 상영을 위한 실시간 디스크 프라팻칭 기법

임성채 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.11 No.7

To play back CM (Continuous Media) in online mode, the multimedia system is required to have a real-time disk scheduling scheme that can efficiently fulfill the strict temporal constraints of serviced CM streams to prevent hiccups. In general, such disk scheduling is performed based on the concept of periodic prefetching since a CM stream has a rather long playback time. In this paper, we also propose a periodic prefetching scheme that runs by using real-time disk channels, called on-time delivery channels. Since the channels are generated from the bulk-SCAN algorithm and they can be allocated in a very flexible manner based on the EDF (earliest-deadline-first) algorithm, the proposed scheme provides a better performance in terms of I/O throughput and the average response time, as well as hiccup-free playback of concurrent CM streams. To show that the proposed scheme outperforms other methods, we give some simulation results. 연속매체(Continuous Media:CM)와 같은 데이터를 온라인으로 상영해야 하는 멀티미디어 시스템에서는 연속매체의 시간제약성을 만족시켜 줄 수 있는 실시간 디스크 스케줄링 기법이 요구되며 이를 통해 상영중인 CM 스트림(stream)의 끊김현상(hiccup)을 막을 수 있다. 이런 디스크 스케줄링을 위해 주기성을 가지는 프리팻칭(prefetching) 기법이 널리 쓰이고 있으며, 이는 연속매체가 상당기간 동안 계속 상영된다는 특성에 기반한 것이다. 본 논문에서도 효과적인 디스크 프리팻칭을 위해, 정시도착채널이란 실시간 디스크 채널을 이용한 스케줄링 기법을 제안한다. 이런 디스크 채널의 생성을 위해 bulk-SCAN 기법이 사용되며 유연한 채널 할당을 위해 실시간 알고리즘인 EDF(earliest-deadline-first) 알고리즘이 이용된다. 제안한 기법은 기존 방법에서와 같이 끊김현상 없는 상영을 제공함은 물론이고, I/O 처리율과 서비스 응답시간 면에서 우수성을 가진다. 논문에서는 이런 성능상의 장점을 시뮬레이션을 통해 보인다.

연속매체 재연에 적합한 스케줄링 주기 확장을 허용하는 동적 Sweep 기법

임성채 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.12 No.5

With fast advances in computing power and network technologies, online streaming services of continuous media (CM) have been popularly implemented on the Web. To implement such services, a variety of CM streams need to be processed efficiently, so that the Sweep scheme was proposed. This scheme has several advantages such as hiccup-free playbacks and seek-time optimization. In this scheme, however, the entire CM streams are scheduled with a single scheduling period, called a cycle. Since only one scheduling period is allowed in this scheme, a significant amount of disk time is usually wasted because of its inflexible disk schedules. To solve this, we propose a new dynamic Sweep scheme. For this, we devise an algorithm that is able to expand scheduling periods of serviced CM streams and propose a new admission control mechanism guaranteeing hiccup-free playbacks. To show performance gains, we execute various simulation experiments. From the experimental results, we can see that the proposed scheme outperforms the Sweep scheme in terms of disk utilization and scheduling flexibility. 컴퓨터 성능 및 네트워크 기술의 발전으로 웹 상에서 연속매체(Continuous Media: CM)의 온라인 스트리밍(streaming) 서비스가 일반화 되었다. 이런 서비스를 위해서는 다양한 종류의 CM 스트림을 효과적으로 처리할 수 있어야 하며 이를 위해 Sweep 기법이 연구되었다. 이 기법은 끊김현상 없이 스트리밍 서비스를 할 수 있고 탐색지연 시간을 최적화 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 서비스 하고 있는 스트림의 스케줄링 주기를 사이클이라고 하는 단일한 크기로 맞춰야 하기 때문에 스케줄링의 유연성이 떨어지며, 이로 인해 발생하는 디스크 대역폭의 낭비가 매우 커질 수 있다는 문제를 가지고 있다. 논문에서는 이런 문제점을 해결하기 위해 CM 스트림의 스케줄링 주기를 동적으로 확장할 수 있는 기법을 연구하며, 이 기법에 적합한 새로운 승인제어 방식을 이용하여 끊김현상을 막는다. 논문에서는 제안된 기법의 성능상의 우수성을 보이기 위해 모의실험이 수행되었으며, 모의실험 결과를 통해 제안된 동적 Sweep 기법이 디스크 이용효율과 스케줄링 유연성의 측면에서 기존 Sweep 기법에 비해 우수한 특성이 있음을 알 수 있다.

다중 키워드 검색에 적합한 동등조인 연산 결과의 동적 관리 기법

임성채,Lim, Sung-Chae 한국정보처리학회 2010 정보처리학회논문지 A Vol.17 No.5

인터넷이나 기업체 안에서 생성되는 문서의 수가 빠르게 증가하고 있고 이에 따라 효율적인 문서 검색 서비스의 중요성도 함께 커지고 있다. 이런 검색 환경에서 사용자의 검색 질의를 미리 예측할 수 없기 때문에 문서 내의 키워드를 자동 추출하여 색인어로 사용하는 전문검색(full-text search)이 일반적으로 적용된다. 전문검색을 위해 생성된 색인 파일의 크기는 문서 수 증가로 대용량화 되고, 이런 대용량 색인에 대한 다중 키워드 질의 처리에는 과도한 디스크 비용이 초래될 수 있다. 논문에서는 이런 비용 문제를 해결하기 위해 대용량 문서의 전문검색 시스템에서 다중 키워드 질의를 효율적으로 처리할 수 있게 하는 색인 파일 구조 및 관리 기법을 제안한다. 제안된 방법은 다중 키워드 검색에 적합한 것으로 알려진 역파일을 기본 색인 구조로 하며, 질의 처리의 조인 연산과 랭킹 연산에 적합하도록 색인 파일을 계층화한다. 이를 바탕으로 다중 키워드 질의를 구성할 확률이 높은 키워드 쌍에 대한 조인 연산 결과를 주기억장치 공간에 동적으로 저장함으로써 디스크 사용량을 크게 줄일 수 있다. 논문에서는 제안된 기법의 우수성을 보이기 위해 디스크 비용 모델에 기반한 성능 비교도 수행한다. With an increasing number of documents in the Internet or enterprises, it becomes crucial to efficiently support users' queries on those documents. In that situation, the full-text search technique is accepted in general, because it can answer uncontrolled ad-hoc queries by automatically indexing all the keywords found in the documents. The size of index files made for full-text searches grows with the increasing number of indexed documents, and thus the disk cost may be too large to process multi-keyword queries against those enlarged index files. To solve the problem, we propose both of the index file structure and its management scheme suitable to the processing of multi-keyword queries against a large volume of index files. For this, we adopt the structure of inverted-files, which are widely used in the multi-keyword searches, as a basic index structure and modify it to a hierarchical structure for join operations and ranking operations performed during the query processing. In order to save disk costs based on that index structure, we dynamically store in the main memory the results of join operations between two keywords, if they are highly expected to be entered in users' queries. We also do performance comparisons using a cost model of the disk to show the performance advantage of the proposed scheme.

이동 기기에 적합한 소프트웨어 에이전트 기반의 효율적 체크포인팅 기법

임성채,Lim, Sung-Chae 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지 A Vol.15 No.2

이동 통신 시스템의 발전과 함께 여러 대의 이동 기기에서 동작하는 분산 응용의 필요성이 점차 커지고 있다. 모바일 기기의 고장이나 통신망 단절이 기존 고정 통신망에 비해 자주 발생하는 환경을 고려할 때 모바일 응용을 위한 복구 기법이 매우 중요하며, 중단된 응용의 재시작을위해 체크포인팅이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서도 이런 분산 응용의 복구를 위한 효율적 체크포인팅 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 MSS(Mobile Support Station)에서 동작하는 체크포인팅 에이전트라는 소프트웨어 에이전트를 사용한다. 이 에이전트는 R-distance(rollback-distance) 개념을 지원하며, 이를 통해 복귀되는 지역 체크포인트의 최대 개수를 한정할 수 있다. 제안된 방식은 기존의 문제점이었던 도미노 현상이나 체크포인트 유지에 필요한 추가 비용을 크게 줄이면서도 매우 유연한 방식의 체크포인트 생성을 지원할 수 있다. With the advance in mobile communication systems, the need for distributed applications running on multiple mobile devices also grows gradually. As such applications are subject to H/W failures of the mobile device or communication disruptions, compared to the traditional applications in fixed networks, it is crucial to develop any recovery mechanism suitable for them. For this, checkpointing is widely used to restart interrupted applications. In this paper, we devise an efficient checkpointing method that adopts the software agent executed at the mobile support station. The agent, called the checkpointing agent, is aimed at supporting the concept of rollback-distance (R-distance) that bounds the maximum number of roll-backed local checkpoints. By means of the R-distance, our method can prevent undesirable domino effects and heavy checkpoint overhead, while providing high flexibility in checkpoint creation.

연속매체 상영을 위한 실시간 디스크 프리팻칭 기법

임성채,Lim Sung Chae 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지 A Vol.11 No.7

연속매체(Continuous Media : CM)와 같은 데이터를 온라인으로 상영해야 하는 멀티미디어 시스템에서는 연속매체의 시간제약성을 만족시켜 줄 수 있는 실시간 디스크 스케줄링 기법이 요구되며 이를 통해 상영중인 CM 스트림(stream)의 끊김현상(hiccup)을 막을 수 있다. 이런 디스크 스케줄링을 위해 주기성을 가지는 프리팻칭(prefetching) 기법이 널리 쓰이고 있으며, 이는 연속매체가 상당기간 동안 계속 상영된다는 특성에 기반한 것이다. 본 논문에서도 효과적인 디스크 프리팻칭을 위해, 정시도착채널이란 실시간 디스크 채널을 이용한 스케줄링 기법을 제안한다. 이런 디스크 채널의 생성을 위해 bulk-SCAN 기법이 사용되며 유연한 채널 할당을 위해 실시간 알고리즘인 EDF(earliest-deadline-first) 알고리즘이 이용된다. 제안한 기법은 기존 방법에서와 같이 끊김현상 없는 상영을 제공함은 물론이고, I/O 처리율과 서비스 응답시간 면에서 우수성을 가진다. 논문에서는 이런 성능상의 장점을 시뮬레이션을 통해 보인다. To play back CM (Continuous Media) in online mode, the multimedia system Is required to have a real-time disk scheduling scheme that can efficiently fulfill the strict temporal constraints of serviced CM streams to prevent hiccups. In general, such disk scheduling is performed based on the concept of periodic prefetching since a CM stream has a rather long Playback time. In this paper, we also propose a periodic prefetching scheme that runs by using real-time disk channels, called on-time delivery channels. Since the channels are generated from the bulk-SCAN algorithm and they can be allocated in a very flexible manner based on the EDF (earliest-deadline-first) algorithm, the proposed scheme provides a better Performance in terms of I/O throughput and the average response time, as well as hiccup-free playback of concurrent CM streams. To show that the proposed scheme outperforms other methods, we give some simulation results.

ISO/IEC JTC1/SC21 WG8 TP 회의 참가보고서

임성채,김명호 한국컴퓨터통신연구회 1993 OSIA Standards & Technology Review Vol.7 No.3

스냅샷 로그를 사용한 SSD 기반 데이터베이스 복구 기법

임성채 한국인터넷방송통신학회 2019 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.19 No.4

In this paper, we propose a new logging and recovery scheme that is suited for the high-performance transaction processing system base on flash memory storage. The proposed scheme is designed by considering flash's I/O characteristic of asymmetric costs between page update/read operations. That is, we substitute the costly update operation with writing and real-time usage of snapshot log, which is for the page-level physical redo. From this, we can avoid costly rewriting of a dirty page when it is evicted form a buffering pool. while supporting efficient revery procedure. The proposed scheme would be not lucrative in the case of HDD-based system. However, the proposed scheme offers the performance advance sush as a reduced number of updates and the fast system recovery time, in the case of flash storage such as SSD (solid state drive). Because the proposed scheme can easily be applied to existing systems by saving our snapshot records and ordinary log records together, our scheme can be used for improving the performance of upcoming SSD-based database systems through a tiny modification to existing REDO algorithms. 논문에서는 플래시 스토리지 기반의 고성능 트랜잭션 처리시스템을 구현할 때 유용한 스냅샷을 사용한 로깅및 데이터베이스 복구 기법을 제안한다. 제안된 기법은 플래시 메모리의 I/O 특성인 페이지 갱신/읽기 비용 간의 비대칭성에 기반한다. 즉, I/O 비용이 큰 페이지 갱신을 대신하여 스냅샷 로그라는 페이지 단위의 물리적 redo를 위한 로그를기록하고 이를 실시간으로 적용할 수 있게 하였다. 이를 통해 로깅의 목적인 빠른 시스템 복구란 목적 외에도 더티 페이지를 재기록 없이 버퍼풀에서 삭제할 수 있게 하였다. 이런 방식은 페이지 갱신 비용과 읽기 비용 간에 차이가 없는기존 HDD(Hard Disk Drive)에서는 성능 개선을 기대할 수 없다. 하지만 플래시 메모리인 SSD에 적용할 때는 페이지갱신 횟수의 감소에 따른 성능 향상과 빠른 시스템 복구를 기대할 수 있다. 제안된 기법은 스냅샷 로그와 기존의 로그가서로 섞여 기록된 상황에서 기존 REDO 알고리즘의 간단한 변경만으로 적용될 수 있기 때문에, 향후 구현될 SSD 기반데이터베이스 시스템의 성능 개선에 사용될 수 있을 것이다.