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점진적 맵 업데이트를 위한 모바일 DBMS의 플래시메모리 페이지 관리 기법
Flash-aware Page Management Policy of the Mobile DBMS for Incremental Map Update 원문보기

한국공간정보학회지 = Journal of Korea Spatial Information Society, v.20 no.5, 2012년, pp.67 - 76  

민경욱 (한국전자통신연구원 융합연구부문) ,  최정단 (한국전자통신연구원 융합연구부문) ,  김주완 (한국전자통신연구원 융합연구부문)

초록
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최근 모바일 디바이스에서 대용량 데이터 저장/관리를 위해 모바일 DBMS를 사용하려는 추세이며 특히 내비게이션 응용과 같이 대용량 맵 데이터의 저장/관리를 위한 모바일 DBMS의 저장구조 및 질의처리 방법에 대한 연구가 수행되었다. 무작위 데이터 접근(읽기/쓰기/변경) 질의가 대부분인 DBMS의 저장매체로 플래시메모리를 사용할 경우 성능이 저하된다. 그 이유는 플래시메모리는 특성상 순차적인 데이터 기록에는 성능이 좋지만 무작위 데이터 기록에는 성능이 나쁘다. 따라서 플래시메모리를 저장매체로 사용하는 모바일 DBMS의 경우 기존과 다른 저장 및 질의처리 기법이 필요하다. 이에 본 논문에서는 무작위 데이터 업데이트의 성능을 향상시키기 위한 DBMS의 페이지 관리 기법을 연구하였고 이를 점진적 맵 업데이트를 지원하는 내비게이션용 모바일 DBMS에 적용하여 실험하였고 성능을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently the mobile DBMS (Database Management System) is popular to store and manage large data in a mobile device. Especially, the research and development about mobile storage structure and querying method for navigation map data in a mobile device have been performed. The performance of the mobil...

주제어

#모바일 DBMS   #플래시메모리   #모바일 내비게이션   #내비게이션 맵 업데이트  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 하지만, 이 연구에서도 플래시메모리에 특화된 데이터 처리 기능을 지원하지 못하고 향후 추가 연구관 제로 Flash-aware 기능이 필요함을 강조하고 있다. 따라서, 본 논문의 연구는 플래시메모리의 특성을 반영한 모바일 DBMS의 개발에 관한 것이며, 특히, 데이터 무작위 업데이트의 성능을 향상시키기 위한 데이터베이스 페이지 관리방법에 대한 부분이다. 일반적인 DBMS의 구조에서 페이지를 관리하는 부분은 시스템 레이어 중에서 하위 부분인 저장관리기(Storage Manager)이며 기존 연구 결과물인 [8]의 모바일 DBMS에 직접 반영하여 개발하였고 다양한 실험을 수행하였다.
  • 본 논문에서는 플래시메모리에서의 데이터 무작위 기록 성능향상을 위한 페이지 관리방법에 대해서 연구하였다. 특히, 내비게이션에 특화된 모바일 DBMS인 FUNs의 저장관리기에 알고리즘을 적용하여 가상 및 실제 데이터를 이용하여 다양한 실험을 수행하였고 결과를 분석하였다.
  • 최근 모바일 DBMS 연구와 관련하여 대용량 맵데이터의 부분 업데이트가 불가능한 점을 해결하고자 모바일 DBMS에 대한 연구가 일부 수행되었다[8, 11, 12, 13]. 이 연구는 내비게이션에 특화된 DBMS에 대한 연구이며 기존 모바일 DBMS의 한계를 극복하고자 다양한 접근 방법을 시도하였다. 하지만, 이 연구에서도 플래시메모리에 특화된 데이터 처리 기능을 지원하지 못하고 향후 추가 연구관 제로 Flash-aware 기능이 필요함을 강조하고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
저장 관리기의 역할은 무엇인가? 저장 관리기의 역할은 상위 버퍼 관리기에서의 페이지 할당, 페이지 읽기, 페이지 쓰기 및 페이지 할당 해제의 요청을 처리한다. 만약 버퍼 관리기가 페이지 교체 전략에 의해서 해당 버퍼 페이지를 기록해야 할 경우 저장관리기에 이를 요청하고 저장 관리기는 페이지를 재 매핑 하여 새로운 페이지에 기록하고 페이지 매핑 테이블을 업데이트한다.
플래시메모리는 디스크와 다르게 덮어쓰기 연산을 하지 못하는 데, 이에 대한 예시는 무엇인가? 또 다른 특징으로, 플래시메모리는 디스크와 다르게 덮어쓰기 연산을 하지 못한다. 예를 들어 특정 섹터를 수정하기 위해서는 해당섹터가 포함된 블록을 소거(erase)하고 쓰기 연산을 수행해야 한다. 이것을 쓰기 전 소거(erase before write) 연산이라고 한다. 따라서 블록 내의 한 섹터를 수정하기 위해서는 그 블록의 내용을 다른 곳에복사해 두고, 해당 블록을 소거하여 지운 다음, 수정하고자 하는 섹터 및 회피해 두었던 다른 섹터의 내용을 해당 블록으로 복사해야 한다. 이것은 대단히 비효율적인 연산이다.
DBMS에서 무작위 업데이트 연산이 많이 발생하는 이유는 무엇인가? 즉, 파일의 복사와 같은 연산은 순차적 업데이트 연산이며 이 경우 성능이 좋지만 DBMS와 같이 잦은 무작위 업데이트 질의 같은 경우, 순차적인 연산에 비해 기존 FTL 알고리즘에서 블록 합병 연산의 발생으로 인해 잦은 소거연산이 수행되어 전체 성능이 저하될수 있다. DBMS에서는 빠른 레코드 접근을 위하여색인을 이용하고 데이터의 업데이트에 의해 색인이함께 업데이트가 되기 때문에 무작위 업데이트 연산이 많이 발생한다. 따라서 무작위 페이지 업데이트 연산을 순차적 페이지로 재 매핑함으로써 성능이 향상 될 수 있다.
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참고문헌 (13)

  1. H.J.Choi, S.Lim, and K.H.Park, 2009, "JFTL: a flash translation layer based on a journal remapping for flash memory," In ACM Transaction on Storage, Vol. 4, No. 4, January. 

  2. Petro Estakhri and erhanu Iman, 1999, "Moving Sequenctial Sectors within a Block of Information in a Flash Memory Mass Storage Architecture," United States Patent 5,930,815. 

  3. E. Gal and S. Toledo, 2005, "Algorithms and Data Structures for Flash Memories," ACM Computing Surveys, vol. 37, no. 2, pp. 138-163. 

    상세보기 crossref

  4. J.S. Kim et al., 2002, "A Space-Efficient Flash Translation Layer for Compact Flash Systems," IEEE Trans. Consum. Electron., vol. 48, no. 2, pp. 365-375. 

  5. S.W. Lee et al., 2007, "Research Issues in Next Generations DBMS for Mobile Platforms," Mobile HCI, ACM, Sept. 

  6. S.W. Lee and B.K. Moon, 2007, "Design of Flash-Based DBMS: An In-Page Logging Approach," SIGMOD pp. 55-66. 

  7. S. Lee et al., 2008, "Locality-Aware Sector Translation for NAND Flash Memory-Based Storage Systems," SIGOPS Oper. Syst. Rev., vol. 62, no. 6, pp. 36-42. 

  8. K. W. Min, K. W. An, I. J. Jang, and S. I. Jin, 2011, "A System Framework for Map Air Update Navigation Service," ETRI Journal, vol. 33, no. 4, pp. 476-486. 

    원문보기 상세보기 crossref

  9. Takayuki Shinohara, 1999, "Flash Memory Card with Block Memory Adress Arrangement," United States Patent 5,905,993. 

  10. 김정준, 2009, "플래시 메모리 기반의 효율적인 공간 인덱스 기법," 한국공간정보시스템학회 논문지, 제11권, 제2호, pp. 133-142 

    원문보기 상세보기

  11. 민경욱, 2008, "실시간 맵 업데이트를 위한 모바일 공간 DBMS 개발," 한국GIS학회, 한국공간정보시스템학회 공동춘계학술대회 논문집, pp. 37-40. 

  12. 민경욱, 2008, "부분 맵 업데이트 지원 내비게이션을 위한 모바일 공간 DBMS 개발 및 성능 평가," 정보처리학회논문지, 제15-D권, 제5호, pp. 609-620. 

    원문보기 상세보기 crossref

  13. 박지웅, 2005, "공간 모바일 장치를 위한 내장형 공간 MMDBMS의 설계 및 구현," 한국공간정보시스템학회 논문지, 제7권, 제1호, pp. 25-37. 

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