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정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 2013년 2월호 1411
2013-02-15 오후 6:02:49
제40권 제1호 2013년 2월 ISSN 1229-683X
VOLUME 40, NUMBER 1, FEBRUARY 2013
모델링/시뮬레이션
태양광 패널의 발전 효율성 계산 및 패널 고장 여부 판단
- 김영훈, 심규석 1
요약: 태양광 전기 발전은 친환경 차세대 재생 에너지 생산기술로 최근에 많은 주목을 받고 있다. 태양광 발전에는 태양열을 모아 이를 발전에 사용하는 태양열 집중방식과 광전효과를 이용하여 직접 전기를 생산하는 태양광 발전으로 나뉘는데 효율성과 편의성이 높은 태양광 발전의 비중이 증가하고 있다. 태양광 발전의 효율은 크게 일사량과 온도에 의해 결정되는데 두 요소가 일별, 계절별로 변동성이 크기 때문에 정확한 발전 효율을 측정하기가 어렵다. 본 논문에서는 태양광 발전 패널에서 수집된 온도와 일사량, 발전량 데이터를 이용하여 확률적 선형 회귀 분석을 사용해 발전효율을 계산하기 위한 모델링을 하였다. 또한 이 모델을 이용해 태양광 패널의 고장여부를 판단하는 알고리즘을 제시하였다. [원문다운]
병렬처리
CUDA를 이용한 PCA 기반 얼굴인식의 가속  이영민 8 요약: 얼굴인식은 보안 등 다수의 응용분야에서 중요하게 이용되는데, 얼굴인식을 위한 학습은 많은 계산시간이 소요된다. 따라서, 인식율을 높이기 위해 많은 이미지들을 학습하거나 높은 해상도의 이미지를 대상으로 학습할 때 가속화가 필요하다. 한편, 최근 폭넓은 분야에서 널리 이용되고 있는 그래픽스 프로세싱 유닛(GPU)은 대용량 정보처리를 빠르게 수행할 수 있어 고해상도 대용량 이미지들에 대해서도 빠른 인식이 가능하다. 본 논문에서는 주성분 분석(PCA) 기반의 얼굴인식 알고리즘의 병렬성을 분석하고 이를 GPU에서 효율적으로 병렬 수행하기 위한 방법을 제안하였다. C/OpenCV로 구현된 순차적인 버전과 비교했을 때, CUDA로 구현한 얼굴인식기는 전체 학습 시스템에서 최대 약 40배의 성능이득을 얻었다. [원문다운]
시스템 소프트웨어
SSD를 위한 중복제거 구조 및 성능 향상기법 - 김종화, 최종무 14 요약: 본 논문은 임베디드 시스템, PC 및 고성능 서버에서 활발하게 사용되는 SSD(Solid-State Drive)를 기반으로 데이터의 중복성을 제거하는 기법을 연구한다. 중복제거 기법은 중복된 쓰기를 줄임으로써 저장 공간 이용률을 감소시키고 I/O 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서 많은 데이터 서버와 백업 스토리지들이 중복제거 기법을 활용하고 있다. SSD에 중복제거 기법을 적용할 경우 다음의 추가적인 3가지 장점을 얻을 수 있다. 첫째, 저장 장치 이용률의 감소로 얻어진 공간을 오버프로비저닝 영역으로 활용하여 가비지 컬렉션의 부하를 줄일 수 있다. 둘째, WAF(Write Amplification Factor)을 줄여 수명과 신뢰성을 향상 시킬 수 있으며, 셋째, FTL(Flash Translation Layer)을 활용함으로써 중복된 데이터의 매핑 관리 부하를 줄일 수 있다. 하지만 SSD에서 중복률이 얼마나 되는지, 효율적인 중복 제거가 가능한지 등에 대한 이슈들이 존재한다. 이러한 이슈들을 분석하기 위하여, 본 논문에서는 SSD를 위한 중복 제거 구조를 설계한다. 이것은 핑거프린트 생성기, 핑거프린트 관리자, 매핑테이블 관리자로 구성된다. 또한 SHA-1 하드웨어 로직, 최근성 기반 핑거프린트 관리, 샘플링 기반 필터링 이라는 3가지 성능 향상 기술을 제안한다. 제안된 구조와 기술은 실제 SSD와 FPGA 탑재 임베디드 보드에서 평가되었다. 실험 결과 9가지 SSD 워크로드들에서 5∼52% (평균 17%)의 중복률을 얻을 수 있었다. 쓰기 응답시간은 최대 48%, 평균 15%가 향상되었으며, 수명은 최대 3.4배, 평균 2.5배 향상시킬 수 있었다. [원문다운]
실시간 시스템
순환검색을 통한 소셜 네트웍에서의 스패머 특정화
엄수현, 이우기, 이정훈 24
요약: 소셜 네트웍의 확산을 통한 다양한 서비스들은 새로운 비즈니스 모델의 형성이라는 긍정적인 측면이 있는 반면에, 개인정보 누출이나 스팸과 같이 부정적인 측면도 등장하고 있다. 현재 스팸을 차단하기 위해 스팸 방지 가이드라인, 스팸 단어 검색에 의한 스팸 메시지 차단 등 많은 방법 및 연구들이 논의되어 왔다. 하지만, 기존의 차수 및 지역 군집화 계수를 활용한 방법은 스팸이 아닌 정점을 스팸으로 간주하는 오류를 양산하고 있다. 본 연구에서는 이를 해결하고자 그래프 이론 관점에서 구조적 특성의 하나인 순환을 활용하여 스팸 정점을 특정화하는 새로운 방법을 제안하고 실험에서 그 효과를 입증하였다. [원문다운]
유비쿼터스 컴퓨팅
에너지 효율적인 격자형 무선 센서 네트워크를 위한 비 중복 방향성 메시징 프로토콜 - 길아라 30 요약: 저 전력 기술은 제한된 자원을 가진 무선 센서 네트워크의 생존기간 연장을 위하여 요구되는 가장 중요한 기술이다. 특히, 노드들의 중복된 메시지 송수신 및 불필요한 통신 참여를 줄이는 방법은 저 전력 무선 센서 네트워크의 핵심 기술이다. 방향성 메시징(Directional Messaging: DM) 프로토콜은 방향성 정보를 포함하는 메시지를 네트워크의 특정 영역으로만 전송하도록 함으로써 노드들의 불필요한 통신 참여를 줄이는 에너지 효율적인 메시지 프로토콜이다. 그러나 방향성 메시징 프로토콜은 탐색 영역 경계선 주변에 위치한 노드들이 중복된 메시지를 송·수신한다는 문제가 있다. 본 논문에서는 격자형 토폴로지를 기반으로 하는 무선 센서 네트워크를 위한 방향성 메시징 프로토콜의 탐색 영역의 경계선 근접 노드들의 중복된 메시지 송수신을 줄임으로써 전체 에너지 효율성을 개선하는 비 중복 방향성 메시징 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜의 기존의 방향성 메시징에 비하여 향상된 에너지 효율성은 NS-2를 이용한 모의실험 결과로써 나타내 보인다. [원문다운]
컴퓨터 시스템
QoS 스케줄링 알고리즘을 위한 지분 분포의 효과 분석
- 김아름, 정진만, 홍지만, 강기두 38
요약: 정확한 QoS 보장을 위하여 태스크들에게 지분을 부여하고 단위 시간동안 각 태스크에게 주어진 지분만큼의 CPU 자원을 할당하는 비례 지분 알고리즘들이 많이 연구되었다. 대부분의 비례 지분 스케줄링 알고리즘은 태스크 수가 증가하더라도 일정한 공정성을 보이면서 스케줄링 오버헤드를 최소화하는 것에 초점이 맞춰져 있다. 그러나 본 논문에서는 비례 지분 알고리즘을 동작 방식에 따라서 분류한 후, 태스크의 수와 더불어 지분 분포에 따른 QoS 공정성 결과를 분석한다. 분석 결과, 비례 지분 알고리즘에서 태스크의 수뿐만 아니라 지분의 분포는 QoS 공정성에 많은 영향을 주며, 각 시스템 환경에 따라 효율적인 최적의 알고리즘이 존재함을 확인하였다. 제안된 분석 결과는 다양한 시스템에서 효율적인 비례 지분 알고리즘을 선택하도록 하여 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. [원문다운]
사용자 입력 기반의 스마트폰 전력 감소 기법
우상정, 서원익, 김창대, 허재혁 45
요약: 스마트폰에 대한 성능 기대치가 높아짐에 따라, 스마트폰에 고성능 CPU가 탑재되는 것이 보편화되었다. 하지만, 여전히 배터리 용량의 한계가 있기 때문에 저전력 기술이 더욱 중요해졌다. 기존에도 CPU 전력 소비를 줄이기 위해 CPU의 동작 주파수를 동적으로 조절하는 DVFS 기법이 사용되고 있지만, 사용자 입력이 중요한 모바일 어플리케이션의 특성을 반영하지 못한 한계가 있었다. 본 연구에서는 모바일 어플리케이션을 대상으로 사용자 입력 빈도와 CPU 이용률에 대한 상관 관계를 분석하였으며, 분석에 의거하여 어플리케이션의 수행 단계를 구분하고, 각 단계에 따라 CPU 동작 주파수를 조절하여 사용자 반응성을 해치지 않으면서도 전력 소모를 줄이는 방법을 제안하였다. 제안된 기법을 안드로이드 스마트폰에 구현하고, 게임 어플리케이션에 대해 실험하여, 사용자 반응성을 해치지 않고도 에너지를 절감할 수 있음을 보였다. [원문다운]
발행인 : 김명준 ll 편집인 : 낭종호 ll 발행일 : 2013년 2월 15일