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실시간 감시를 위한 학습기반 수행 예측모델의 검증
Verifying Execution Prediction Model based on Learning Algorithm for Real-time Monitoring 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part A. Part A, v.11A no.4, 2004년, pp.243 - 250  

정윤석 (건국대학교 대학원 컴퓨터공학과) ,  김태완 (건국대학교 대학원 컴퓨터공학과) ,  장천현 (건국대학교 컴퓨터공학과)

초록
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실시간 시스템은 시스템이 적시성을 보장하는지 파악하기 위해 실시간 감시기법을 이용한다. 일반적으로 실시간 감시는 실시간 시스템의 현재 동작상태를 파악하는데 중점을 두는 기법이다. 그러나 실시간 시스템의 안정적인 수행을 지원하기 위해서는, 현재 상태를 파악하는 것뿐 아니라, 실시간 시스템 및 시스템상에서 동작하는 실시간 프로세스들의 수행도 예측할 수 있어야 한다. 그러나 기존 예측모델을 실시간 감시기법에 적용하기에는 몇 가지 한계가 있다. 첫째, 예측기능은 실시간 프로세스가 종료한 시점에서 정적인 분석을 통해 수행된다. 둘째, 예측을 위해 사전 기초 통계분석이 필요하다. 셋째, 예측을 위한 이전확률 및 클러스터 정보가 현재 시점을 정확하게 반영하지 못한다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하고 실시간 감시기법에 적용할 수 있는 학습 기반의 수행 예측모델을 제안한다. 이 모델은 학습기법을 통해 불필요한 전처리과정을 없애고, 현시점의 데이터를 이용해, 보다 정확한 실시간 프로세스의 수행 예측이 가능하도록 한다. 또한 이 모델은 실시간 프로세스 수행 시간의 증가율 분석을 통해 다단계 예측을 지원하며, 무엇보다 실시간 프로세스가 실행되는 동안 예측이 가능한 동적 예측을 지원하도록 설계하였다. 실험 결과를 통해 훈련집합의 크기가 10 이상이면 80% 이상의 판단 정확도를 보이며, 다단계 예측의 경우, 훈련집합의 크기 이상의 수행 횟수를 넘으면 다단계 예측의 예측 차는 최소화되는 것으로 나타났다. 본 논문에서 제안한 예측모델은 가장 단순한 학습 알고리즘을 적용했다는 점과, CPU, 메모리, 입출력 데이터를 다루는 다차원 자원공간 모델을 고려하지 못한 한계가 있어 향후에 관련 연구가 요구된다. 본 논문에서 제안하는 학습기반 수행 예측모델은 실시간 감시 및 제어를 필요로 하는 분야 및 응용 분야에 적용할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Monitoring is used to see if a real-time system provides a service on time. Generally, monitoring for real-time focuses on investigating the current status of a real-time system. To support a stable performance of a real-time system, it should have not only a function to see the current status of re...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 본 논문에서는 학습 기반의 수행 예측모델을 적용하기 위한 실행시간 프로세스 모니터의 구조를 제시하여, 향후 실시간 감시 체계를 구현할 수 있는 체계를 설계하였다. 본 논문에서 제시한 학습기반 수행 예측모델과실행시간 프로세스 모니터의 설계는 실시간 감시 및 제어분야에서 활용될 수 있다.
  • 본 논문에서는 기존의 실시간 감시 체계가 가지고 있던 한계를 해결하기 위해 학습기반 수행 예측모델을 제안하였다. 이 학습기반 수행 예측모델은 실시간 프로세스가 동작하는 시점에서 동적분석을 통한 예측이 가능하며, 예측을 위해 수행되는 사전 기초 통계분석 과정을 제거하였다.
  • 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 단순 상태-이전 모델(Simple State-Transition Model)을 제안한다.
  • 본 본문의 실시간 감시 체계에 적용할 수 있는 학습기반 수행 예측모델을 제안하였다. 하지만 몇 가지 한계점이 있었다.
  • 본 실험은 본 논문에서 제시한 다단계 예측기법을 적용한 경우의 예측품질을 측정하기 위한 실험이다. 본 실험은 1단계에서부터 5단계 예측을 했을 때, 각 단계 예측 값과 실제값 간의 차이를 비교하였다.
  • 본 실험은 본 논문에서 제시한 학습기반 수행 예측모델을 이号하여 생성한 예측 값과 실시간 프로세스를 동작시킨 후추*한 실제 값과의 유사성을 파악하고 예측품질을 측정하기 위해서 수행하였다.
  • 본 실험은 학습 모듈이 학습하는데 어느 정도 시간이 걸리는지를 파악하기 위한 실험이다. 실시간 시스템에서는 처리 시간에 따라 시스템의 성능이 결정되므로, 실시간 시스템 혹은 실시간 프로세스에 영향을 미칠 수 있는 훈련 시간을 파악할 필요가 있다.
  • 본 실험은 학습기반 수행 예측모델에 기초해 예측을 수행할 때, 실시간 프로세스의 최소 실행 수를 얼마로 해야 하는지를 파악하기 위해 실시하였다.
  • 본 실험은 학습모듈의 판단결과가 얼마나 정확한지 측정하는 실험이다. 실험을 위해 훈련집합 크기 71을 1에서 100으로 증가시키며 학습을 실시하였다.
  • 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 논문에서는 실행 시간에 동적인 예측을 수행할 수 있는 학습기반 수행 예측 모델을 제안한다.
  • 이를 위해 본 논문에서는 학습기반 수행 예측모델을 제안한다. 이 모델은 학습기법을 통해 불필요한 전처리 과정을 줄이고, 현재 데이터에 근거해 보다 정확한 예측을 지원한다.
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참고문헌 (15)

  1. 'How To Enable Process Accounting on Linux,' http://kldp.org 

  2. 정윤석, 김태완, 장천현, '실행시간 프로세스 모니터를 위한 XML기반의 데이터 저장소의 설계', 정보처리학회논문지A, 제10-A권 제6호, Dec., 2003 

  3. 정윤석, 김태완, 장천현, '실행시간 프로세스 모니터를 위한 구조 설계', 정보처리학회 춘계학술발표대회논문집, 제10권 제1호, 2003 

  4. Yoon Seok Jeong, Tae Wan Kim, Chun Hyon Chang, 'Design and Implementation of Run-time TMO Monitor on LTMOS,' Proc. Embedded Systems and Applications, Jun., 2003 

  5. B. J. Min, et al., 'Implementation of a Run-time Monitor for TMO Programs on Windows NT,' IEEE Computer Jun., 2000 

  6. Kim, J. G. and Cho, S. Y., 'LTMOS : An Execution engine for TMO-Based Real-Time Distributed Objects,' Proc. PDPTA '00, LasVegas, Vol.V, pp.2713-2718, Jun., 2000 

  7. S.H.Park, 'LTMOS(LinuxTMO System)'s Manual,' HUFS, Mar., 2000 

  8. Kalyanaraman Vaidyanathan, Kishor S. Trivedi, 'A Measurement-Based Model for Estimation of Resource Exhaustion in Operational Software Systems', 10th International Symposium on Software Reliability Engineering, 1999 

  9. A. K. Mok and G. Liu, 'Efficient Run-Time Monitoring of Timing Constraints', Proc. Real-Time Technology and Application, Jun.,1997 

  10. Hyung-Taek Lim, et al., 'Monitor based Fault Management in a Distributed Environment,' 1995 

  11. B. A. Schroeder, 'On-line Monitoring : A Tutorial,' IEEE Computer, June, 1995 

  12. S. Sankar and M. Mandal, 'Concurrent Runtime Monitoring of Formally Specified Programs', IEEE Computer Mar., 1993 

  13. Mike Loukides, 'System Performance Tuning,' O'Reilly, 1990 

  14. David W. Aha, 'A Study of Instance-Based Algorithms for Supervised Learning Tasks,' Technical Report 90-42, Nov., 1990 

  15. Murthy V. Devarakonda and Ravishankar K. Iyer, 'Predictability of Process Resource Usage : A Measurement-Based Study on UNIX', IEEE Transactions on Software Engineering, Dec., 1989 

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