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정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 update

KIPS Transactions on Computer and Communication Systems

  • : 한국정보처리학회
  • : 공학분야  >  전자공학
  • : KCI등재
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  • : 월간
  • : 2287-5891
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수록정보
수록범위 : 1권1호(2012)~7권9호(2018) |수록논문 수 : 352
정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템
7권9호(2018년 09월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1조합에서 모든 경우의 수를 만들기 위한 CPU와 GPU의 효율적 협업 방법

저자 : 손기봉 ( Ki-bong Son ) , 손민영 ( Min-young Son ) , 김영학 ( Young-hak Kim )

발행기관 : 한국정보처리학회 간행물 : 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 7권 9호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 219-226 (8 pages)

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조합에서 모든 경우의 수를 생성하는 체계적인 방법 중 하나는 조합 트리를 구성 하는 것이며 조합 트리를 구성하는 시간 복잡도는 O(2n)이다. 조합 트리는 그래프 동형 문제나 빈발 항목집합을 계산하는 초기 모델 등 다양한 목적으로 활용된다. 그러나 조합의 모든 경우의 수를 탐색해야 하는 알고리즘은 높은 시간 복잡도로 인해 현실적으로 활용되기 어렵다. 그럼에도 불구하고 데이터의 양이 방대해지고 이를 활용하기 위한 다양한 연구가 진행되면서 모든 경우의 수를 탐색해야만 하는 경우가 늘고 있다. 최근 GPU환경이 보급되고 쉽게 접할 수 있게 되면서 직렬 환경에서 높은 시간 복잡도를 가지는 알고리즘들을 병렬화 하여 시간을 줄이려는 다양한 시도가 이루어지고 있다. 조합에서 모든 경우의 수를 생성하는 방법은 순차적으로 진행되고 하부 작업의 크기가 편향되기 때문에 병렬 구현에 적합하지 않다. 병렬 알고리즘의 성능은 모든 스레드가 비슷한 크기의 작업을 가질 때 극대화될 수 있다. 본 논문에서는 모든 경우의 수를 구하는 문제를 병렬화하기 위하여 CPU와 GPU가 효율적으로 협업하기 위한 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 이론적인 측면에서 시간 복잡도를 분석하고, CPU와 GPU환경에서 다른 알고리즘과 본 연구에서 제안한 알고리즘의 실험 시간을 비교한다. 실험 결과 본 연구에서 제안한 CPU와 GPU의 협업 알고리즘은 이전 알고리즘에 비하여 CPU의 수행시간과 GPU의 수행시간의 균형을 유지하였고 아이템의 개수가 커질수록 괄목할 만한 시간 개선을 보였다.


One of the systematic ways to generate the number of all cases is a combination to construct a combination tree, and its time complexity is O(2n). A combination tree is used for various purposes such as the graph homogeneity problem, the initial model for calculating frequent item sets, and so on. However, algorithms that must search the number of all cases of a combination are difficult to use realistically due to high time complexity. Nevertheless, as the amount of data becomes large and various studies are being carried out to utilize the data, the number of cases of searching all cases is increasing. Recently, as the GPU environment becomes popular and can be easily accessed, various attempts have been made to reduce time by parallelizing algorithms having high time complexity in a serial environment. Because the method of generating the number of all cases in combination is sequential and the size of sub-task is biased, it is not suitable for parallel implementation. The efficiency of parallel algorithms can be maximized when all threads have tasks with similar size. In this paper, we propose a method to efficiently collaborate between CPU and GPU to parallelize the problem of finding the number of all cases. In order to evaluate the performance of the proposed algorithm, we analyze the time complexity in the theoretical aspect, and compare the experimental time of the proposed algorithm with other algorithms in CPU and GPU environment. Experimental results show that the proposed CPU and GPU collaboration algorithm maintains a balance between the execution time of the CPU and GPU compared to the previous algorithms, and the execution time is improved remarkable as the number of elements increases.

KCI등재

2사이버물리시스템 서비스 품질 향상을 위한 데드라인 인지 라우팅

저자 : 손성화 ( Sunghwa Son ) , 장병훈 ( Byeong-hoon Jang ) , 박경준 ( Kyung-joon Park )

발행기관 : 한국정보처리학회 간행물 : 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 7권 9호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 227-234 (8 pages)

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실시간 시스템, 네트워크 제어 시스템, 사이버물리시스템과 같이 지연에 민감한 시스템의 서비스 품질을 위해 종단 간 지연 데드라인을 보장하는 것은 중요하다. 대부분의 라우팅 알고리즘은 일반적으로 종단 간 평균 지연을 성능 메트릭으로 사용하고 평균 성능 향상을 위해 이를 최소화하는 라우팅 경로를 선택한다. 하지만 최소 평균 지연은 평균값만을 나타내기 때문에 예측할 수 없는 무선 채널의 특성을 반영하기에 불충분한 라우팅 메트릭이다. 본 논문에서는 평균 지연보다는 평균 분포를 고려하여 사이버물리시스템의 주어진 데드라인 내에 패킷이 도착할 확률을 최대화하는 데드라인 인지 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안한 라우팅 알고리즘은 단일 홉 지연이 지수 분포를 따른다는 가정 하에 주어진 네트워크 토폴로지에서 종단 간 지연 분포를 구성한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 라우팅 알고리즘이 데드라인을 만족할 확률을 최대화 하는 라우팅 경로를 제공하여 사이버물리시스템의 서비스 품질과 네트워크 제어 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다.


Guaranteeing the end-to-end delay deadline is an important issue for quality of service (QoS) of delay sensitive systems, such as real-time system, networked control system (NCS), and cyber-physical system (CPS). Most routing algorithms typically use the mean end-to-end delay as a performance metric and select a routing path that minimizes it to improve average performance. However, minimum mean delay is an insufficient routing metric to reflect the characteristics of the unpredictable wireless channel condition because it only represents average value. In this paper, we proposes a deadline-aware routing algorithm that maximizes the probability of packet arrival within a pre-specified deadline for CPS by considering the delay distribution rather than the mean delay. The proposed routing algorithm constructs the end-to-end delay distribution in a given network topology under the assumption of the single hop delay follows an exponential distribution. The simulation results show that the proposed routing algorithm can enhance QoS and improve networked control performance in CPS by providing a routing path which maximizes the probability of meeting the deadline.

KCI등재

3분산 네트워크 환경에서의 MHT 콘텐츠 인증 기술 성능 개선을 위한 최소 인증 경로에 관한 연구

저자 : 김대엽 ( Daeyoub Kim )

발행기관 : 한국정보처리학회 간행물 : 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 7권 9호 발행 연도 : 2018 페이지 : pp. 235-242 (8 pages)

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인터넷을 이용한 콘텐츠 공유를 보다 효율적으로 구현하기 위하여 P2P, CDN, CCN과 같은 다양한 네트워크 기술들이 개발되었다. 이러한 기술들은 공통적으로 콘텐츠 배포자에게 집중되는 콘텐츠 요청 패킷을 네트워크에 분산된 다수의 노드들/호스트들이 처리하도록 설계되어, 네트워크 병목 현상을 해결하고 콘텐츠 배포 시스템이나 네트워크 상태와 상관없이 지속적으로 콘텐츠를 배포할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분산된 노드/호스트로부터 콘텐츠를 전송 받는 경우, 사용자가 실제 콘텐츠 전송 노드/호스트를 식별/인증할 수 없기 때문에 공격자 개입 및 악의적인 콘텐츠 변경을 통한 다양한 해킹 공격에 취약하다. 그러므로 분산 노드/호스트를 이용한 네트워킹 기술의 경우, 콘텐츠 인증 기술은 핵심 기술 요소들 중 하나이다. 본 논문에서는 CCN에 적용된 콘텐츠 인증 기술인 MHT 기반의 콘텐츠 인증 기법을 소개하고, MTH의 인증 정보 중복 전송 문제를 해결하고 전송량을 개선하기 위하여 인증 경로 계층 값을 최소화하는 방안을 제안한다. 또한, 기존 기술들과의 성능 비교를 통하여 개선안의 성능을 평가한다.


Various technologies have been developed to more efficiently share content such as P2P, CDN, and CCN. These technologies take a common approach that content request packets is responded by distributed network nodes or hosts, not by a single content distributor. Such approaches not only resolve network congestion around content distributors, but also make it possible to distribute content regardless of the system and network status of content distributors. However, when receiving content from distributed nodes/hosts, not from authenticated distributors, users cannot practically identify which node/host sent content to them. Due to this characteristic, various hacking caused by the malicious modification of content is possible. Therefore, to make such approaches more secure, a content authentication technique is required. In this paper, we propose a improved operation of MHT used in CCN for authenticating distributed content. Then we evaluate the proposed method by comparing its performance with the existing technology.

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