비순차이슈 수퍼스칼라 프로세서에서 리오더버퍼의 성능개선

장문석(Moon Suk Jang),이정우(Jung Woo Lee),최상방(Sang Bang Choi) 한국정보과학회 2001 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.28 No.1·2

리오더버퍼는 명령어를 비순차로 이슈하는 수퍼스칼라 파이프라인에서의 명령어 실행을 순차적으로 완료하는데 사용된다. 본 논문에서는 리오더버퍼에 의하여 발생할 수 있는 명령어의 스테그네이션 (stagnation)을 효율적으로 제거시킬 뿐만 아니라 리오더버퍼의 크기를 감소시킬 수 있는 쉘터버퍼를 사용한 리오더버퍼 구조를 제안하였다. 시뮬레이션을 수행한 결과 리오더버퍼의 엔트리 개수가 8개에서 32개 사이일 때 쉘터버퍼는 단지 1개 또는 2개만 사용하여도 뚜렷한 성능 향상을 얻을 수 있음을 보여준다. 쉘터버퍼를 4개 사용했을 때는 2개만 사용했을 경우와 비교하여 주목할만한 성능 향상은 없었다. 이는 쉘터버퍼를 2개만 사용하여도 대부분의 스테그네이션을 제거하는데 충분함을 보여준다. 실행율의 손실이 없는 상태에서 2개의 쉘터버퍼를 사용하면 Whetstone 벤치마크 프로그램에서는 44%, FFT 벤치마크 프로그램에서는 50%, FM 벤치마크 프로그램에서는 60%, Linpack 벤치마크 프로그램에서는 75%의 리오더버퍼의 크기를 줄일 수 있었다. 쉘터버퍼를 사용했을 때 수행 시간 역시 Whetstone에서는 19.78%, FFT에서는 19.67%, FM에서는 23.93%, Linpack에서는 8.65%의 성능 향상을 얻을 수 있었다. The reorder buffer is usually employed to maintain the instruction execution in the correct order for a superscalar pipeline with out-of-order issue. In this paper, we propose a reorder buffer structure with shelter buffer for out-of-order issue superscalar processors not only to control stagnation efficiently, but also to reduce the buffer size. Simulation results show that we can get remarkable performance improvement with only one or two shelter buffers when the size of reorder buffer is between 8 and 32. For the shelter buffer of size 4, there is not a noticeable performance improvement compared to that of size 2, which means that the shelter buffer of size 2 is large enough to handle most of the stagnation. If the shelter buffer of size 2 is employed, we can reduce the reorder buffer by 44% in Whetstone, 50% in FFT, 60% in FM, and 75% in Linpack benchmark program without loss of any throughput. Execution time is also improved by 19.78% in Whetstone, 19.67% in FFT, 23.93% in FM, and 8.65% in Linpack benchmark when the shelter buffer is used.

인공지능 : 퍼지제어 시스템을 위한 인공신경망 설계

장문석(Jang Moon Suk),장덕철(Chang Duk Chul) 한국정보처리학회 1995 정보처리학회논문지 Vol.2 No.5

It is very hard to identify the fuzzy rules and tune the membership functions of the fuzzy inference in fuzzy systems modeling. We propose a fuzzy neural network model which can automatically identify the fuzzy rules and tune the membership functions of fuzzy inference simultaneously using artificial neural networks, and modify backpropagation algorithm for improving the convergence. The proposed method is verified by the simulation for a robot manipulator.

인공지능 : 인공신경망을 이용한 퍼지 규칙 인식 시스템

장문석(Jang Moon Suk),장덕철(Chang Duk Chul) 한국정보처리학회 1995 정보처리학회논문지 Vol.2 No.2

It is very hard to identify the fuzzy rules and tune the membership functions of the fuzzy reasoning in fuzzy systems modeling. We propose a method which canautomatically identify the fuzzy rules and tune the membership functions of fuzzy reasoning simultaneously using artificial neural. In this model, fuzzy rules are identified by backpropagation algorithm. The feasibility of the method is simulated by a simple robot manipulator.

풍력발전기 출력성능 평가에 대한 연구

고석환(Suk-Whan Ko),장문석(Moon-Seok Jang) 대한전기학회 2011 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2011 No.7

컴퓨터 대수 시스템을 이용한 이공계 수학용이러닝 시스템 개발

박홍준,전영국,장문석,Park, Hong-Joon,Jun, Young-Cook,Jang, Moon-Suk 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지 A Vol.14 No.6

본 논문에서는 컴퓨터 대수 시스템과 베이지언 추론망 기반 학습자 모델을 이용하여 개발한 이공계 수학용 이러닝 시스템을 소개하였다. 이 시스템은 컴퓨터 대수 시스템 기반 수학용 콘텐츠 저작모델의 최근 모델인 동적 클라이언트 비의존형 모델을 따른다는 점과 개별 진단평가를 위한 추론 엔진으로 베이지언 추론망을 활용한 학습자 모델을 구성한다는 점에서 기존의 이러닝 시스템과 차별화된다. 이 시스템의 컴퓨터 대수 시스템 기반 저작모듈은 웹 수식표현에 관한 선지식이 없는 교수자에게 일체의 소프트웨어 지원 없이 수치계산, 기호연산, 그래픽처리가 가능한 수학 콘텐츠를 손쉽게 저작할 수 있는 환경을 제공해 주며, 베이지언 추론망을 웹과 연동되도록 구성한 평가모듈은 각 학습자의 학습영역별 학업성취도를 확률로 제시하는 것이 가능하도록 해주어, 학습자의 수준을 이원분류표와 같은 기존의 평가 방법보다 타당하고 과학적으로 진단해 준다. 이는 궁극적으로 학습자에게 보다 정확한 보충학습 내용을 제시하고, 사용자 개개인에게 가장 적합한 심화학습 내용을 적응적으로 제공해 주는 것이 가능하게 해 준다. This paper describes the e-learning system for science and engineering mathematics using computer algebra system and Bayesian inference network. The best feature of this system is using one of the most recent mathematical dynamic web content authoring model which is called client independent dynamic web content authoring model and using the Bayesian inference network for diagnosing student's learning. The authoring module using computer algebra system provides teacher-user with easy way to make dynamic mathematical web contents. The diagnosis module using Bayesian inference network helps students know the weaker parts of their learning, in this way our system determines appropriate next learning sequences in order to provide supplementary learning feedback.

정이진트리, 하이퍼큐브 및 하이퍼피터슨 네트워크를 피터슨-토러스(PT) 네트워크에 임베딩

서정현,이형옥,장문석,Seo, Jung-Hyun,Lee, Hyeong-Ok,Jang, Moon-Suk 한국정보과학회 2008 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.35 No.8

본 논문에서, 정이진트리와 노드수가 증가함에 따라 분지수가 증가하는 하이퍼큐브, 하이퍼피터슨 연결망을 분지수가 고정된 피터슨-토러스(PT) 연결망에 일대일 임베딩 하였다. 일대일 임베딩은 일대다 임베딩이나 다대일 임베딩과 비교하여 프로세서의 낭비나 프로세서의 과부하의 위험이 적다. 하이퍼큐브나 하이퍼 피터슨에서 개발된 알고리즘들이 피터슨-토러스에서 사용될 때 유휴 프로세세가 많지 않도록 확장율 ${\doteqdot}1$, 연장율 1.5n+2 그리고 밀집율 O(n)에 일대일 임베딩 하였고, 메시지 전송길이에 영향을 받지 않는 웜홀 라우팅 방식의 시스템에서 메시지의 병목현상을 피할 수 있도록 정이진트리를 PT 네트워크에 밀집율 1, 확장율 ${\doteqdot}5$ 그리고 연장율 O(n)에 일대일 임베딩 하였다. In this paper, the hypercube, hyperpetersen networks, whose degree is increasing in accordance with expansion of number of node and complete binary tree are one-to-one embedded into peterson-torus(PT) network which has fixed degree. The one-to-one embedding has less risk of overload or idle for the processor comparative to one-to-many and many-to-one embedding. For the algorithms which were developed on hypercube or hyperpetersen are used for PT network, it is one-to one embedded at expansion ${\doteqdot}1$, dilation 1.5n+2 and link congestion O(n) not to generate large numbers of idle processor. The complete binary tree is embedded into PT network with link congestion =1, expansion ${\doteqdot}5$ and dilation O(n) to avoid the bottleneck at the wormhole routing system which is not affected by the path length.

메쉬 부류 네트워크를 피터슨-토러스(PT) 네트워크에 임베딩

서정현,이형옥,장문석,Seo, Jung-Hyun,Lee, Hyeong-Ok,Jang, Moon-Suk 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지 A Vol.15 No.4

본 논문은 분지수가 상수인 네트워크들을 피터슨-토러스(PT) 네트워크에 임베딩 가능함을 보인다. 상호연결망 G가 H에 임베딩 되면 G에서 설계된 병렬 알고리즘을 상호연결망 H에 적용할 수 있다. 토러스(메쉬)를 PT에 연장율 5, 밀집율 5 그리고 확장율 1에 일대일 임베딩 하였고, 허니컴브 메쉬를 PT에 연장율 5, 밀집율 2 그리고 확장율 5/3에 일대일 임베딩 하였다. 추가로 평균 연장율을 분석하였다. 널리 알려진 토러스 와 허니컴브 메쉬 네트워크를 연장율과 밀집율을 5이하에 PT에 임베딩 함으로써 웜홀 라우팅 방식과 store-and-forward 방식 모두에서 임베딩 알고리즘이 사용 가능하고, 일대일 임베딩을 함으로써 시뮬레이션시 프로세서 작업 처리량을 최소화 하였다. In this paper, we prove mesh-like networks can be embedded into Petersen-Torus(PT) networks. Once interconnection network G is embedded in H, the parallel algorithm designed in Gcan be applied to interconnection network H. The torus is embedded into PT with dilation 5, link congestion 5 and expansion 1 using one-to-one embedding. The honeycomb mesh is embedded into PT with dilation 5, link congestion 2 and expansion 5/3 using one-to-one embedding. Additional, We derive average dilation. The embedding algorithm could be available in both wormhole routing system and store-and-forward routing system by embedding the generally known Torus and honeycomb mesh networks into PT at 5 or less of dilation and congestion, and the processor throughput could be minimized at simulation through one-to-one.

기상탑 차폐 영향에 따른 측정 풍속의 오차 분석

고석환(Ko Suk-Whan),장문석(Jang Moon-Seok),이윤섭(Lee Yoon-Sub) 한국태양에너지학회 2011 한국태양에너지학회 논문집 Vol.31 No.3

In the performance test for wind turbines of medium and large, The reference met-mast should be installed for measurement reference wind speed as IEC 61400-12-1 standards and design of booms for mounted an anemometer must be considered exactly. Boom-mounted cup anemometer are influenced by flow distortion of the mast and the boom. Therefore design of booms must be important so that flow distortion due to booms should be kept below 0.5%. But, in some cases at size of met-mast structure, the distance of boom from mast is longer than measurement of wind speed is impossible because of oscillation of boom-mounted anemometer. In this paper, We measured a wind speed at several point from mast and boom and we analyzed the error of wind speed at each point of measurement. Also, we will suggest a correction method using the data curve fitting about errors of wind speed between each point of mounted anemometer.

3㎿ 풍력발전시스템 출력성능평가에 관한 연구

고석환(Ko,Suk-Whan),장문석(Jang,Moon-Seok),박종포(Park,Jong-Po),이윤섭(Lee,Yoon-Sub) 한국태양에너지학회 2011 한국태양에너지학회 논문집 Vol.31 No.4

We are carried out power performance testing for 3㎿ wind turbine system at Je-ju wind turbine testing Site and analyzed measured data which was stored through monitoring system. In this paper, we described the power performance testing results and analyzed an uncertainty of measured data sets. The power curve with measured power data is closely coincide with designed power curve except for the low wind speed sections(4m/s ~ 7m/s) and the annual energy production which is given Rayleigh distribution was included with 1.5 ~ 5.9% of uncertainty in the wind speed region as 4 ~ 11m/s. Although the deviation of curve between measured power and designed power is high, the difference of annual energy production is low in the low wind speed region.

다중상황 처리를 위한 RFID/USN 미들웨어 설계

김경옥,반경진,류남훈,장문석,김응곤,Kim, Kyeong-Og,Ban, Kyeong-Jin,Ryu, Nam-Hoon,Jang, Moon-Suk,Kim, Eung-Kon 한국전자통신학회 2009 한국전자통신학회 논문지 Vol.4 No.2

현대사회는 산업화로 인해 다양한 재해를 접하게 되고, 그 피해를 최소화하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 재난의 예방을 위해서는 위험 상황에 대한 정확한 판단과, 그 상황 발생에 즉각적인 대처가 가능한 시스템의 개발이 필요하다. 현재 유비쿼터스 환경하의 상황정보시스템에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 그러나 다중 상황에 대한 모니터링 및 처리가 가능한 시스템에 대한 연구가 미흡하며, 이로 인해 다중상황에 대한 신속한 대처가 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 다중상황의 처리를 위해 각종 센서로부터 데이터를 취득하여 시간 마킹 처리 후 데이터베이스에 저장하고, 사용자의 요구에 따라 추상화된 Context를 사용자에게 제공할 수 있는 다중상황 처리를 위한 RFID/USN 미들웨어를 시스템을 설계한다. Modern society encounters various accidents due to industrialization and numbers of studies are going on to minimize damage from accidents. For prevention of accidents, it is necessary to design a system that helps making accurate judgment in emergency cases and is able to instantly manage each contingency. Various studies are currently going on contingency information system under ubiquitous environment. However, there have not been sufficient studies on the system that is able to monitor and process multiple contingencies and thus we still have difficulties in coping with multiple contingencies promptly. This study designs a RFID/USN middleware system for multiple contingencies control that receives data from various kinds of sensors and saves data after time marking thus is able to provide conjectured context when requested.