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Tmr-트리 : 주기억 데이터베이스에서 효율적인 공간 색인 기법
윤석우,김경창,Yun Suk-Woo,Kim Kyung-Chang 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지D Vol.12 No.4
최근 들어 계속되는 램 가격 하락으로 인해 대용량의 램을 사용하는 주기억 데이터베이스 시스템의 구축이 실현 가능하게 되었다. 그러나 기존의 디스크 기반 공간 색인 기법은 디스크 접근 시간만을 주로 고려하기 때문에, 주기억 색인 기법으로 디스크 기반 색인 기법을 직접적으로 적용시키는 것은 부적절하다. 주기억 장치 색인 기법은 모든 색인 노드들이 주기억 장치에 상주하기 때문에 노드에 대한 접근 시간이 디스크 기반 기법에 비해 상당히 미미하고, 결국 효율적인 색인 기법을 위해서는 노드 접근시간 뿐만 아니라 노드내의 키 비교시간을 고려해야 한다. 이러한 주기억 장치 색인 기법의 특성을 고려하여, 본 논문에서는 Tmr-트리라는 새로운 색인 기법을 제시한다. Tmr-트리는 T-트리의 장점과 R-트리의 장점을 결합한 이진 색인 구조로서, 색인 노드는 데이터 객체들을 위한 엔트리들, 왼쪽/오른쪽 자식 노드에 대한 포인터, 그리고 3개의 추가 필드들로 구성된다. 여기서 3개의 추가 필드들은 현재 노드에 저장된 키 값들의 범위를 포함하는 MBR과 왼쪽 서브트리에 저장된 키 값들의 범위를 포함하는 MBR, 오른쪽 서브트리에 저장된 키 값들의 범위를 포함하는 MBR에 해당한다. 본 논문의 실험에서 Tmr-트리는 R-트리와 달리 검색 시 항상 리프노드까지 방문할 필요가 없기 때문에 모든 데이터 분포에서 R-트리에 비해 더 나은 실험 결과를 보여주었다. 노드 크기 측면에서 노드안 엔트리 수를 증가시킨 초반에 상당한 검색성능 향상을 보여주었으며, 그 후로 약간씩 검색시간 증가를 나타냈다. 한편, 삽입시간 측면에서 Tmr-트리는 R-트리에 비해 약간의 더 많은 삽입시간이 필요했다. As random access memory chip gets cheaper, it becomes affordable to realize main memory-based database systems. The disk-based spatial indexing techniques, however, cannot direct apply to main memory databases, because the main purpose of disk-based techniques is to reduce the number of disk accesses. In main memory-based indexing techniques, the node access time is much faster than that in disk-based indexing techniques, because all index nodes reside in a main memory. Unlike disk-based index techniques, main memory-based spatial indexing techniques must reduce key comparing time as well as node access time. In this paper, we propose an efficient spatial index structure for main memory-based databases, called Tmr-tree. Tmr-tree integrates the characteristics of R-tree and T-tree. Therefore, Nodes of Tmr-tree consist of several entries for data objects, main memory pointers to left and right child, and three additional fields. First is a MBR of a self node, which tightly encloses all data MBRs (Minimum Bounding Rectangles) in a current node, and second and third are MBRs of left and right sub-tree, respectively. Because Tmr-tree needs not to visit all leaf nodes, in terms of search time, proposed Tmr-tree outperforms R-tree in our experiments. As node size is increased, search time is drastically decreased followed by a gradual increase. However, in terms of insertion time, the performance of Tmr-tree was slightly lower than R-tree.
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실시간 모바일 GIS 응용 구축을 위한 주기억장치 데이터베이스 시스템 설계 및 구현
강은호,윤석우,김경창,Kang, Eun-Ho,Yun, Suk-Woo,Kim, Kyung-Chang 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지D Vol.11 No.1
최근 들어 계속되는 램 가격 하락으로 인해 대용량의 램을 사용하는 주기억장치 데이터베이스 시스템의 구축이 실현 가능하게 되었다. 주기억장치 데이터베이스는 여러 다양한 실시간 응용 분야를 위해 사용되며, 매년 CPU 속도가 60% 정도 증가되고, 메모리 속도가 10% 증가되는 현실에서, 케쉬 미스(Cache miss)를 얼마나 줄이느냐 하는 문제가 주기억장치 데이터베이스의 검색 성능 측면에서 가장 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 논문에서는 이러한 환경을 고려한 실시간 모바일 GIS응용을 위한 주기억장치 데이터베이스 시스템을 설계 및 구현한다. 본 시스템은 크게 PDA를 사용하는 모바일 사용자를 위한 인터페이스 관리기와 가상 메모리 기법을 사용해 전체 데이터를 주기억장치에 상주시키며 관리하는 주기억 데이터 관리기, 공간 및 비 공간 질의를 처리하는 질의처리기, 새롭게 제시하는 공간 데이터를 위한 MR-트리 인덱스와 비 공간 데이터를 위한 T-트리 인덱스 구조를 관리하는 인덱스 관리기, 데이터를 디스크에 저장하기 위한 GIS 서버 인터페이스로 구성된다. 새롭게 제시하는 공간 인덱싱을 위한 MR-트리는 노트 분할이 발생될 경우, 입력 경로 상에 하나 이상의 빈 엔트리를 지니는 노드가 존재할 경우에만, 노드 분할을 상위로 전송한다. 그러므로 중간 노드들은 항상 100%에 가깝게 채워져 있게 된다. 본 논문의 실험 결과, 2차원의 MR-트리는 기존의 R-트리에 비해 2.4배 이상의 빠른 검색 속도를 나타냈다. 한편, 주 기억 데이터 관리기는 가상 메모리 제공을 위해 전체 벡터 데이터 및 MR-트리, T-트리, 데이터 객체 텍스트 정보를 페이지 단위로 분할하여 관리하고, 간접 주소 기법을 사용하여 디스크로부터의 재 로딩시 발생할 수 있는 문제점을 제거하였다. As random access memory chip gets cheaper, it becomes affordable to realize main memory-based database systems. Consequently, reducing cache misses emerges as the most important issue in current main memory databases, in which CPU speeds have been increasing at 60% per year, compared to the memory speeds at 10% per you. In this paper, we design and implement a main-memory database system for real-time mobile GIS. Our system is composed of 5 modules: the interface manager provides the interface for PDA users; the memory data manager controls spatial and non-spatial data in main-memory using virtual memory techniques; the query manager processes spatial and non-spatial query : the index manager manages the MR-tree index for spatial data and the T-tree index for non-spatial index : the GIS server interface provides the interface with disk-based GIS. The MR-tree proposed propagates node splits upward only if one of the internal nodes on the insertion path has empty space. Thus, the internal nodes of the MR-tree are almost 100% full. Our experimental study shows that the two-dimensional MR-tree performs search up to 2.4 times faster than the ordinary R-tree. To use virtual memory techniques, the memory data manager uses page tables for spatial data, non- spatial data, T-tree and MR-tree. And, it uses indirect addressing techniques for fast reloading from disk.
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감시정찰 센서 네트워크를 위한 자기 센서용 디지털 신호처리 알고리즘 설계
박홍재 ( Hong Jae Park ),봉성우 ( Sung Woo Bong ),윤석우 ( Suk Woo Yun ),김영만 ( Young Man Kim ) 한국정보처리학회 2008 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.15 No.1
최근 유비쿼터스 컴퓨팅과 유비쿼터스 네트워크를 활용하여 새로운 서비스들을 개발하려는 노력이 진행 중이며, 이에 관련된 기술의 중요성도 급증하고 있다. 특히 감시정찰 센서네트워크의 핵심 구성요소인 저가의 경량 센서노드에서 측정한 미가공 데이터(raw data)를 사용하여 침입 물체의 실시간 탐지, 식별, 추적 및 예측하기 위한 디지털 신호처리 기술은 주요 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 감시정찰 센서네트워크의 핵심 구성요소인 자기 센서노드에서 측정한 자기 미가공 데이터를 사용하여 사람과 차량을 탐지할 수 있는 자기 센서 디지털 신호처리 알고리즘을 설계한다. 알고리즘의 주 목표는 감시정찰용 센서노드의 탐지 신뢰성을 높이기 위한 높은 침입물체 탐지 성공률(success rate)과 낮은 허위신고(false alarm) 횟수를 가지는 것이다.
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