자율학습기반의 에너지 효율적인 서버 클러스터 관리 기법

조성철 숭실대학교 대학원 2015 국내박사

에너지 절감형 서버 클러스터에서는 에너지 절감을 고려하지 않는 기존 서버 클러스터에 비해 서비스 품질을 보장하면서 전력소비를 절감하는 것을 목표로 한다. 현재의 부하를 처리하는데 필요한 최소수의 서버들만 ON 하도록 고정 주기 또는 가변 주기로 서버들의 전원 모드를 조정한다. 이에 대한 기존 연구들은 전력절감 또는 열을 낮추는데 노력해왔지만 에너지 효율성을 잘 고려하지 못했다. 본 논문에서는 에너지 효율 지수인 단위전력 당 성능과 QoS 측면에서 향상을 목표로 에너지 효율적인 클러스터 관리기법을 제안한다. 첫째 제안방법은 자율학습기반의 서버 전원 모드 제어이다. 이 전원모드 제어는 워크로드 유형을 사전에 정의한대로 분류를 하고, 이전에 학습이 수행되었는지 확인한다. 이미 수행되었다면 기록된 파라미터를 이용한다. 그렇지 않다면 학습을 수행하여 에너지 효율성 관점에서 최고의 파라미터를 얻어 저장한다. 이러한 과정에서 얻어진 최적화된 파라미터를 이용하여 서버전원 모드를 조정한다. 둘째 제안방법은 급격한 변화의 부하 트래픽을 다루기 위한 예측기반의 서버 전원 모드 제어이다. 예측기반의 전원 모드 제어는 기존 시계열 분석에 기반한 예측과 추세를 반영한 예측 조정의 두 부분으로 구성된다. 4가지 유형의 기존의 시계열 예측 모델과 4가지 유형의 수정된 모델에 대해 성능을 비교한다. 일정 부하 상황에서 주어진 시간 동안의 총 소비전력과 사용자 요청을 측정해 계수를 얻고, 계수와 추세 조정된 예측 사용자 요청을 곱하여 예측된 서버 소비전력을 구한다. 셋째 제안방법은 단위전력 당 성능과 QoS를 높이기 위해 자율학습방법과 전력소모 예측 방법을 결합한 서버 전원 모드 제어이다. 일반적인 부하 상황에서는 다중임계 학습기반의 서버 전원 모드 제어가 적용하고, 급변하는 부하 상황에서는 예측기반의 서버 전원모드 제어가 적용된다. 일반적 상황과 급변하는 상황의 구별은 현재의 사용자 요청과 관찰된 과거 몇 분의 사용자 요청의 비율에 따라 이루어진다. 또한, 동적종료 기법을 추가로 적용해 서버가 OFF하는데 소요되는 시간을 단축한다. 제안방법은 16대 서버로 구성된 클러스터 환경에서 3가지 부하 패턴을 이용하여 실험을 수행한다. 셋째 제안방법이 단위전력 당 성능(유효응답 수)과 표준화된 QoS측면에서 가장 우수한 결과를 보여준다. 이 방법의 실험결과를 정적 서버 모드 제어 실험결과와 비교할 때 뱅킹 부하패턴, 실제 부하패턴, 가상 부하패턴에서 단위전력 당 유효응답 수가 각각 5.35%, 11.64%, 49.92% 향상되고, QoS관점에서는 각각 2.89%, 6.81%, 50.92% 향상되었다. 또한, 이 방법의 실험결과를 파라미터 로드된 단일임계 학습의 실험결과와 비교할 때 뱅킹 부하패턴, 실제 부하패턴, 가상 부하패턴에서 단위전력 당 유효응답 수가 각각 1.66%, 2.9%, 3.84% 향상되고, QoS관점에서는 각각 0.45%, 1.33%, 8.82% 향상되었다 Energy aware server clusters aim to reduce power consumption at maximum while keeping QoS(quality of service) compared to energy non-aware server clusters. They adjust the power mode of each server in a fixed or variable time interval to activate only the minimum number of servers needed to handle current user requests. Previous studies on energy aware server cluster put efforts to reduce power consumption or heat dissipation, but they do not consider energy efficiency well. In this paper, we propose energy efficient cluster management methods to improve not only performance per watt but also QoS. Our first proposed method is to adjust server power mode based on autonomous learning. Firstly, according to the current load and traffic pattern, it classifies current workload pattern type in a predetermined way. Secondly, it searches learning table to check whether learning has been performed for the classified workload pattern type in the past. If yes, it uses the already-stored parameters. Otherwise, it performs learning for the classified workload pattern type to find the best parameters in terms of energy efficiency and stores the parameters. Thirdly, it adjusts server power mode with the optimized parameters. Our second proposed method is to adjust server power mode based on workload prediction to deal with rapidly changing loads. The proposed prediction algorithm consists of two parts: prediction based on the conventional time series analysis and prediction adjustment based on trend analysis. We compared performance for 4 types of conventional time series based prediction methods and their modified methods with our prediction algorithm. Given a workload situation, we calculate coefficient by dividing the total power consumption in a time interval by the number of user requests, and multiply it by the number of user requests with prediction adjustment to obtain the predicted amount of power consumption. Our third proposed method to improve not only performance per watt but also QoS is to adjust server power mode based on a hybrid approach of autonomous learning method and power consumption prediction method. Autonomous learning method with multi level thresholds is applied under normal load situation whereas power consumption prediction method is applied under abnormal load situation. The decision on whether current load is normal or abnormal depends on the ratio of the number of current user requests over the average number of user requests during recent past few minutes. Also, a dynamic shutdown method is additionally applied to shorten the time delay to make servers off. We implemented the proposed methods and performed experiments with a cluster of 16 servers using three different kinds of load patterns. Our third proposed method shows the best result in terms of normalized QoS and performance per watt (valid responses). Experimental results show that the third proposed method is better than the existing methods in terms of QoS and energy efficiency: for banking load pattern, real load pattern, and virtual load pattern, the numbers of good response per watt in the proposed method increase by 5.35%, 11.64% and 49.92%, respectively, whereas QoSs in the proposed method increase by 2.89%, 6.81% and 50.92%, respectively, compared to those in the existing static power mode control method. Also, the numbers of good response per watt in the proposed method increase by 1.66%, 2.9% and 3.84%, respectively, whereas QoSs in the proposed method increase by 0.45%, 1.33% and 8.82%, respectively, compared to those in the autonomous learning method with single level threshold.

선박 저속운항에 따른 선박 대기오염 물질 배출 영향에 관한 연구

조성철 한국해양대학교 대학원 2020 국내석사

Recently, with increasing interest in environmental, human and social hazards caused by air pollution, regulations are being strengthened to prevent air pollution, and IMO is also working to reduce air pollutants from ships. Efforts to reduce air pollutant emissions from ships include not only tightening regulations, but also countries and ports implementing incentives based on voluntary participation of ships, such as use of onshore power supply, vessel speed reduction or use of low sulfur fuel oil. Recently, air pollutants generated from ships are attracting attention as a major cause of national air pollution as well as in ports and communities near the ports where ships enter and leave frequently. The "special act on air quality improvement, including port areas" was enacted and is expected to be implemented on January 1, 2020. It is important to reinforce regulations of ships, but also I think it is necessary to study and review incentive system based on overseas cases. This study examines international and regional air pollution regulations for NOx, SOx, GHG, PM, etc and national incentive systems. And examines changes in ship emissions through Vessel Speed ​​Reduction among incentives to reduce air pollutants. The actual cases were examined and their impact was evaluated. The ultimate goal of this study is to look at ways to minimize and effectively manage errors prior to decision making and enforcement of these management systems by focusing on emission reductions at vessel speed reduction. First, the types of incentive schemes implemented by ports and their benefits were examined. Environmental Ship Index implemented by the International Association of ports and harbors applied to over 70 ports worldwide, Greenport Program in Singapore, Vessel Speed Reduction Program in various US ports, and Eco-ship in Panama. For the sake of confirmation the effectiveness of VSR among several incentive schemes, the speed reduction operation of case vessels was conducted arbitrarily on the actual operating vessel, and the data was reviewed on a case-by-case basis. However, the case-by-case analysis was different. In the case of relatively short distances, it was not possible to confirm the change in fuel consumption according to the change of ship speed. On the other hand, in the case of relatively long distances, constant changes in fuel consumption and air pollutant emissions were observed while the ship speed was changing. In light of this, the actual effect of VSR needs to be measured over a distance of 20 nautical miles. In addition, the ship's automatic identification system (AIS) data was obtained for vessels entering and leaving Busan port from February to May 2019 to examine the characteristics of each vessel. In order to analyze the air pollutant emission pattern, the fuel consumption was estimated and the emission was calculated when operating at the average speed of each ship type and reduced speed of the ship with Busan port data. As a result, the emission reduction efficiency according to the low speed operation of the ship was confirmed on the all vessels and the largest reduction effect in the container ship, and relatively small in the general cargo ship. However, when the ship's speed reduction program is applied, the operation time is extended due to the limitation of the ship's speed. The results showed little change. This seems to be because the ship's emissions are compared with the estimated value proportionally, and therefore, it is necessary to collect and review the data of the actual operating ship. In addition, it is necessary for the government who make the policy decision about the VSR management system to conduct vessel speed reduction at sufficient distance from the land in consideration of the results of this study.

컴퓨터를 이용한 기어 설계 시스템 개발에 관한 연구

조성철 충남대학교 1998 국내박사

발열체의 열손실 분석에 의한 새로운 풍속측정 방법에 관한 연구

조성철 청주대학교 2020 국내석사

본 논문에서는 발열체의 열손실 분석에 의한 새로운 풍속 측정 방법을 제안하였다. 풍속 측정 시스템은 전기히터, 방열판, 그리고 온도계로 구성(방열판 양쪽에 전기 히터와 온도계를 부착함)되는 풍속센서와 지름이 100mm인 원통형 파이프로 구성된다. 측정원리는 공기의 흐름에 따라 가열된 전기히터의 온도 차이를 이용하여 공기의 흐름 속도 즉, 풍속을 측정하는 것이다. 실험결과 A형(25mm) 방열판을 사용한 경우, 풍속 측정 범위는 0.0 ~ 2.09m/sec이였고 이때 온도범위는 80℃~35.2℃이였다. B형(45mm) 방열판을 사용한 경우, 풍속 측정 범위는 0.0 ~ 2.09m/sec이였고 이때 온도범위는 74.2℃~31.7℃이였다. 최초 측정을 위해 전기히터의 가열시간이 필요한데 A형과 B형은 각각 14분 23초와 17분 04초가 소요되었다. 2가지의 실험결과 풍속의 측정범위가 0.0 ~ 0.2m/sec에서는 우수한 온도 감도를 갖고 있다는 것을 알 수 있으며, 이론과 같이 온도에 대한 풍속은 자연지수 형태로 감소한다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 증명한 발열체의 열손실을 이용한 풍속 측정 방법은 큰 의미가 있으며 상품화할 경우 저속의 풍속 측정이 가능하므로 정밀 환경제어 시스템에 적용이 가능할 것으로 판단된다. In this paper, a new wind speed measurement method using heat loss analysis of heating elements is proposed. The wind speed measurement system consists of a wind speed sensor consisting of an electric heater, a heat sink and a thermometer(attaching an electric heater and a thermometer on both sides of the heat sink) and a cylindrical pipe having a diameter of 100 mm. The measuring principle is to measure the air flow rate, that is, the wind speed, by using the temperature difference of the heated electric heater according to the air flow. As a result of the test, when the A-type (25mm) heat sink was used, the wind speed measurement range was 0.0 to 2.09m/sec, and the temperature range was 80℃ to 35.2℃. In the case of using a type B (45 mm) heat sink, the wind speed measurement range was 0.0 to 2.09m/sec, and the temperature range was 74.2℃C. to 31.7℃. For the initial measurement, the heating time of the electric heater was required. Type A and B took 14 minutes 23 seconds and 17 minutes 04 seconds, respectively. As a result of the two experiments, it can be seen that the measurement range of the wind speed has excellent temperature sensitivity at 0.0 ~ 0.2m/sec. The wind speed measurement method using the heat loss of the heating element proved in this study has great meaning, and if it is commercialized, it can be applied to the precision environment control system because the low speed wind speed can be measured.

수도권 1인가구 주택수요전망과 주택공급분석

조성철 한성대학교 부동산대학원 2012 국내석사

산업화 이전의 농경사회에서는 가족의 노동력을 근본으로 한 대가족제도가 일반적이었다. 하지만 산업화로 말미암아 농촌의 노동력이 도시로 흡수되면서 대가족 제도는 그 힘을 잃고, 핵가족화 시대에 접어들게 되었다. 하지만, 이런 보편적인 가족 구성 또한 산업구조가 변화함에 따라 좀 더 다양한 가구의 발생을 불러일으켰다. 개인주의, 개성의 다양성 및 경제적 능력의 향상은 가족이라는 테두리에서 벗어난 새로운 집단, 즉 1인가구의 탄생을 촉진시켰다. 그리고 이러한 가구의 등장은 사회적, 문화적 영향력을 행사하기 시작했다. 우리나라의 경우 지속적인 경제성장을 바탕으로 개인의 소득이 증가하고, 개인주의가 확산됨에 따라 1인가구가 증가하고 있다. 이러한 인구 및 가구구조의 변화는 부동산 시장, 특히 주택시장에 커다란 영향을 미칠 요소가 될 것이다. 1인가구에 의한 주택수요의 변화가 이루어지고 있는 가운데, 주택을 공급하기 위해서는 기본적으로 1인가구의 주택수요를 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 수도권 1인가구의 2011년부터 2015년까지의 단기간의 주택수요를 예측하였다. 다른 연구들이 장기간의 주택수요를 예측한 것과는 달리 단기간을 분석한 것은 분석방법 및 자료의 한계를 극복하고자 함이었다. 분석방법은 연령별 인구의 주택수요면적에 따른 주택수요예측방법인 Mankiw-Weil의 수정모형과 1인가구의 소요방수를 이용한 방수모형을 분석으로 모형으로 삼았다. M-W수정모형의 분석자료는 2010년 가계동향조사 항목을 추출하여 이용하였으며, 방수모형은 인구주택총조사 자료를 이용하였다. 그리고 장래인구추계는 통계청 자료를 활용하였다. 분석결과 수도권 1인가구의 연평균 주택수요는 24,500~25,700호가 될 것으로 예측되었다. 수도권 1인가구과 관련된 주택공급제도를 살펴보았는데, 이는 수요자관련제도와 공급자관련제도로 나눌 수 있다. 수요자 관련제도로는 주택청약제도, 국민주택기금 수요자 대출, 국민임대주택 등이 있으며, 공급자 관련제도로는 소형주택의무비율, 매입임대사업자, 도시형생활주택, 준주택 등이 있다. 그러나 현재의 주택공급정책으로는 증가하는 수도권 1인가구의 수요에 적절히 대응할 수 없을 것으로 보인다. 현행 주택공급정책의 문제점을 파악하고, 일본, 영국, 미국 등 해외의 사례 및 주택공급정책을 분석하여 수도권 1인가구의 주택공급의 대안을 제시하였다.

사이클 동호인들의 안전행동실천과 레저만족, 운동지속수행의 구조적 관계

조성철 경기대학교 대학원 2022 국내박사

The purpose of this study is to investigate the effect of cyclist's safety behavior practice on leisure satisfaction and exercise continual performance and the effect of leisure satisfaction on exercise continual performance. To this end, a theoretical model with safety behavior practice as an exogenous variable, leisure satisfaction as a mediating variable, and exercise continuity as an endogenous variable was established and verified. The data of 254 cycling club members active in Bundang, Seongnam, Suwon, Yongin, and Suji in Gyeonggi-do were used for empirical analysis. The survey tools were: Seonhwa Yun(2000) and Gyuho Kim (2019)’s Safe Behavior Practice Scale, Beard and Ragheb(1980), Hyerim Min (2021)’s Leisure Satisfaction Scale(LSS), Corbin and Lindsey(1994), Yunyoung Lee (2020), The exercise continuity performance scale(EAQ) of Yang Hong-rim(2020) was used. For the collected data, descriptive and reasoning statistical analysis and covariance structure analysis were applied using SPSS 18.0 and AMOS 18.0 programs. The conclusions drawn through the above research methods and procedures are as follows. First, there are partially significant differences in the variables of safety behavior practice, leisure satisfaction, and exercise continuity performance by gender, age, participation period, participation time, and number of times of participation in cycling club members. That is, psychological satisfaction and social satisfaction, which are sub-factors of leisure satisfaction according to age, are highest in the group under 30 years old, and there is a statistically significant difference. Safety management, which is a sub-factor of safety behavior practice according to the participation period, is the highest in the group for 3 years or more, and there is a statistically significant difference. The tendency, which is a sub-factor of sustained exercise performance according to the number of participation, was highest in the group 3 times a week, 4 times a week or more, and there was a statistically significant difference. Second, it was found that there was a positive correlation in safety management and safety education, reinforcement, safety education and reinforcement, which are sub-factors of safety behavior practice. ,there is a positive(+)correlation in reinforcing satisfaction and reinforcing, which are sub-factors of exercise continuity, reinforcing performance and possibility. Third, it was confirmed that the safety management of cyclists' safe behavioral practice had an effect on leisure satisfaction, and the rest satisfaction and social satisfaction of leisure satisfaction had an effect on exercise continuation performance. In summary, it was found that the safety management of cyclists improves leisure satisfaction and is an important variable for continuous exercise performance. Therefore, it will be necessary to apply various safety behavior practice programs that can prevent deviation from exercise in order for cyclists to perform exercise continuously. 본 연구는 사이클 동호인의 안전행동 실천이 레저만족 및 운동지속 수행에 미치는 영향과 레저만족이 운동지속 수행에 미치는 영향을 규명하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 안전행동 실천을 외생변인으로 하고, 레저만족을 매개변인으로, 운동지속 수행을 내생변인으로 한 이론 모델을 설정하고 이를 검증하였다. 조사대상자는 경기도 분당, 성남, 수원, 용인, 수지에서 활동하고 있는 사이클 동호회원 254명의 자료를 실증분석에 이용하였다. 조사 도구는 윤선화(2000)와 김규호(2019)의 안전행동실천 척도, Beard와 Ragheb (1980), 민혜림(2021)의 레저만족 척도(LSS), Corbin과 Lindsey(1994), 이윤영(2020), 양홍림(2020)의 운동지속수행척도(EAQ)를 사용하였다. 수집된 자료는 SPSS 18.0과 AMOS 18.0 프로그램을 사용하여 기술 및 추리통계 분석, 공분산 구조분석이 적용되었다. 이상과 같은 연구 방법 및 절차를 통해 도출한 결론은 다음과 같다. 첫째, 사이클 동호인들의 성별, 연령별, 참여 기간별, 참여 시간별, 참여 횟수별 안전행동 실천, 레저만족, 운동지속 수행 변인에는 부분적으로 유의한 차이가 있다. 즉, 연령에 따른 레저만족 하위 요인인 심리적 만족, 사회적 만족은 30세 미만 집단에서 가장 높으며 통계적으로 유의한 차이가 있다. 참여 기간에 따른 안전행동 실천 하위 요인인 안전관리는 3년 이상 집단에서 가장 높으며 통계적으로 유의한 차이가 있다. 참여 횟수에 따른 운동지속 수행의 하위 요인인 경향성은 주 3회, 주 4회 이상 집단에서 가장 높으며 통계적으로 유의한 차이가 있다. 둘째, 안전행동 실천 하위 요인인 안전관리와 안전교육, 강화성, 안전교육과 강화성에서 정적 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 레저만족 하위 요인인 심리적 만족과 사회적 만족, 사회적 만족과 휴식적 만족, 휴식적 만족과 강화성, 운동지속 수행 하위 요인인 강화성과 가능성에서 정적(+) 상관이 있다. 셋째, 사이클 동호인들의 안전 행동 실천의 안전관리는 레저만족에 영향을 미치고, 레저만족의 휴식적 만족, 사회적 만족은 운동지속 수행에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 종합하면 사이클 동호인들의 안전관리는 레저만족을 향상시키고, 운동지속 수행의 중요한 변수임이 밝혀졌다. 따라서 사이클 동호인들의 운동지속 수행을 위해서는 운동 이탈을 방지할 수 있는 다양한 안전 행동 실천 프로그램 적용이 필요할 것이다.

태권도 경호 기능 및 기술의 실체적 효율성

조성철 경기대학교 대학원 2017 국내석사

본 연구는 태권도 경호 기능 및 기술의 실체적 효율성에 관한 연구로, 경호 무도로서의 태권도 기술 특성과 경호 업무 수행 시 적용 가능한 기술을 중심으로 접근하고자 하였다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 구체적인 조사내용을 3가지 접근방법을 이용하여 연구하였다. 첫째, 경호 기능의 특징 및 상황에 따른 경호 방법은 무엇인가? 둘째, 경호에 있어서 태권도 기술의 적용 형태가 국내외 다양한 경호 기술과 다른 점은 무엇인가? 셋째, 태권도 경호기술의 필요성 및 활용성은 무엇인가? 이러한 연구를 수행하기 위하여 문헌고찰 연구방법을 이용하였고, 효율적인 경호 기능을 위하여, 태권도 기술의 적용 형태를 국내외의 다양한 경호 기술과 비교 검토하고, 경호의 과정 중 정지 동작에서의 태권도 기술과 움직이는 동선에서의 기능, 그리고 예상 가능한 상대 동작에 대한 대비법 등 다양한 상황 별 태권도의 경호 적용 기술을 서술하였다. 특히 경호에 있어서, 상대의 공격은 단순한 신체적 공격만이 아니라 다양한 무기를 이용한 공격 시 태권도를 이용한 경호에서, 무기가 없이 자신의 온전한 신체적, 물리적 행위만을 이용하여, 방어하고 공격하는 기술을 적용하는 방법을 연구하였다. 또한, 국가별 경호기술에 적용 되는 다양한 무술형태와 비교하여, 태권도 경호기술의 장단점을 분석하였다. 따라서, 본 연구를 통해 타 무도보다 우수한 경호무도로서의 태권도의 가치를 정립할 수 있었다. Tae Kwon Do as guarding techniques has been widely applicable. A unique technique of Tae Kwond Do for guarding is to use bare hands, bare foot, and bare body, not using any of physical weapons. There are several martial arts originated from different countries that can be used as guarding tools. However, unlike Tae Kwon Do, other martial arts are using partially limited sources of body techniques. And also, Tae Kwon Do is emphasizing both physical and mental training. The guarding techniques are important not only for the guard oneself and also the object of the protection enquirer. The speed, power, and strength should be constantly trained as well as the mental training. Guards have mostly undergone special training without much emphasis on mental but physicals. However, Tae Kwon Do mostly trains the proper attitude, sound mentality and rigid strength and power because the trainees have to use only their bare physical parts of body. For guarding with Tae Kwon Do, the Instant speed in any circumstances is highly important and even modified motions from the Tae Kwon Do mannual are essential. Guards have to be able to mentally comfort the object of the protection enquirer under certain attack situations. Tae Kwon Do is a perfectly balanced technique of martial arts that is applicable in any situation of guarding.

유료노인복지시설 프로그램 개발에 관한 연구

조성철 대구대학교 사회개발대학원 1999 국내석사

MICRO COMPRTER에 의한 공기조화 장치의 정밀온도 제어 시스템

조성철 충남대학교 1988 국내석사

地籍不附合地整理 事例分析을 통한 整理方向에 관한 硏究

조성철 한성대학교 2007 국내석사

abstract: p. 69-70