KR101739854B1 - 배포용 계산과학 플랫폼, 그 플랫폼의 검사 시스템 및 방법 - Google Patents

배포용 계산과학 플랫폼, 그 플랫폼의 검사 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배포용 계산과학 플랫폼, 그 플랫폼의 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 배포용 계산과학 플랫폼이 저장된 서비스 서버, 상기 서비스 서버로부터 계산과학 플랫폼을 다운받아 설치하고, 상기 설치된 계산과학 플랫폼이 제공하는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 정상 동작 여부를 검사하는 클라이언트 단말을 포함한다.

Description

배포용 계산과학 플랫폼, 그 플랫폼의 검사 시스템 및 방법{COMPUTATIONAL SCIENCE OPEN PLATFORM, TEST SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 배포용 계산과학 플랫폼, 그 플랫폼의 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배포용 계산과학 플랫폼에 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 API(Application Programming Interface)를 구현하여, 설치된 계산과학 플랫폼의 상태를 파악할 수 있도록 하는 배포용 계산과학 플랫폼, 그 플랫폼의 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 다양한 응용과학 분야에서 슈퍼컴퓨터 및 고성능 네트워크 기반의 사이버 인프라스트럭처(Cyber Infrastructure)를 이용하여 복잡한 공학문제를 실제 실험이 아닌 수치적 모델링과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 해결하는 계산과학 교육 및 연구가 활발히 진행되고 있다.
컴퓨팅 시뮬레이션 SW를 활용한 응용과학 교육 및 연구를 보다 쉽고, 편하며 효과적으로 수행할 수 있도록 지원하는 EDISON(EDucation & research Integration through Simulation On the Net) 플랫폼이 있다.
EDISON 플랫폼은 연구자 또는 개발자들이 웹 포털 개발환경에 접속하여 연구 성과를 최신 IT기술과 접목하여 시뮬레이션 SW를 개발한 후, 사용자들이 공동으로 사용할 수 있도록 EDISON 플랫폼에 등록하면, 사용자들은 웹 포털을 통해 문제해결을 위한 시뮬레이션 SW를 EDISON 플랫폼에서 선택한 후, 사이버 인프라스트럭처를 활용하여 문제를 해결하고 결과를 확인할 수 있다.
이와 같이 구성된 EDISON 플랫폼은 열유체, 화학, 물리, 구조동역학, 전산설계 등 다양한 분야의 문제해결 환경을 위한 교육 및 연구용 웹 포털 서비스를 제공한다.
그러나, 기반 지식이 없는 사용자가 EDISON 플랫폼을 설치할 경우, EDISON 플랫폼의 이상 여부를 체크할 수 있는 테스트 도구가 없어, EDISON 플랫폼의 상태를 파악할 수 없는 문제가 있다.
선행기술1: 한국공개특허 제2016-0070984호(2016.06.21 공개)
본 발명의 목적은 기반 지식이 없는 사용자가 배포용 계산과학 플랫폼을 설치하여도, 설치된 계산과학 플랫폼이 정상적으로 동작하는지를 확인할 수 있도록 하는 배포용 계산과학 플랫폼, 그 플랫폼의 검사 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 애플리케이션 프레임워크, 미들웨어 및 물리적 자원(infra)으로 구성된 배포용 계산과학 플랫폼에 있어서, 상기 미들웨어에는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API(Representational State Transfer Application Programming Interface)를 제공하는 프레임워크가 구현된 것을 특징으로 하는 배포용 계산과학 플랫폼이 제공된다.
상기 사용자 관리 REST API는 사용자 인증, 권한 부여, 접근 제어 중 적어도 하나의 사용자 관리를 위한 사용자 관리 페이지를 제공하고, 상기 사용자 관리 페이지를 통해 수행되는 사용자 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사할 수 있다.
상기 시뮬레이션 및 작업 관리 REST API는 시뮬레이션의 생성, 열람, 삭제, 변경 중 적어도 하나를 포함하는 시뮬레이션 관리, 작업의 제출 및 관리를 위한 페이지를 제공하고, 상기 페이지를 통해 수행되는 시뮬레이션 및 작업 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사할 수 있다.
상기 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 REST API는 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지를 제공하고, 상기 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지에서 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 서버로 전송하며, 상기 서버로부터 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대응하는 시뮬레이션 결과를 수신하는 과정을 통해 상기 물리적 자원(인프라)과의 연동상태를 검사할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 배포용 계산과학 플랫폼이 저장된 서비스 서버, 상기 서비스 서버로부터 계산과학 플랫폼을 다운받아 설치하고, 상기 설치된 계산과학 플랫폼이 제공하는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 정상 동작 여부를 검사하는 클라이언트 단말을 포함하는 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 시스템이 제공된다.
상기 클라이언트 단말에 설치된 계산과학 플랫폼은 사용자 관리 페이지 또는 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 제공하고, 상기 사용자 관리 페이지를 통해 수행되는 사용자 관리 동작 또는 상기 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 통해 수행되는 시뮬레이션 및 작업 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사할 수 있다.
또한, 상기 클라이언트 단말에 설치된 계산과학 플랫폼은 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지를 제공하고, 상기 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지에서 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 서버로 전송하며, 상기 서버로부터 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대응하는 시뮬레이션 결과를 수신하는 과정을 통해 하드웨어 자원과의 연동상태를 검사할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 단말장치가 계산과학 플랫폼을 검사하는 방법에 있어서, (a) 서비스 서버로부터 계산과학 플랫폼을 다운받아 설치하는 단계, (b) 상기 설치된 계산과학 플랫폼이 제공하는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 정상 동작 여부를 검사하는 단계를 포함하는 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 방법이 제공된다.
상기 (b) 단계는, 사용자 관리 메뉴, 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 표시된 화면을 디스플레이하는 단계, 상기 화면에서 사용자 관리 메뉴가 선택된 경우, 사용자 관리 페이지를 디스플레이하는 단계, 상기 사용자 관리 페이지를 통해 수행되는 사용자 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, 사용자 관리 메뉴, 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 표시된 화면을 디스플레이하는 단계, 상기 화면에서 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴가 선택된 경우, 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 디스플레이하는 단계, 상기 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 통해 수행되는 시뮬레이션 및 작업 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, 사용자 관리 메뉴, 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 표시된 화면을 디스플레이하는 단계, 상기 화면에서 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 선택된 경우, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지를 디스플레이하는 단계, 상기 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지에서 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 서버로 전송하고, 상기 서버로부터 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대응하는 시뮬레이션 결과를 수신하는 과정의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼과 하드웨어 자원과의 연동상태를 검사하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 설치된 배포용 계산과학플랫폼이 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 API를 제공함으로써, 기반 지식이 없는 사용자가 배포용 계산과학 플랫폼을 설치하여도, 설치된 계산과학 플랫폼이 정상적으로 동작하는지를 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 EDISON 플랫폼 계층 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 가상화 컴퓨팅 자원/작업 관리 프레임워크를 설명하기 도면이다.
도 3은 가상화 컴퓨팅자원 및 작업 관리 프레임워크의 계층 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 사용자 관리 API의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 시뮬레이션 및 작업 관리 API의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 사용자 관리 도구 코드의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 EDISON 정보 관리 도구와 EDISON 플랫폼간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 시스템을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 클라이언트 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '배포용 계산과학 플랫폼, 그 플랫폼의 검사 시스템 및 방법'을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다.
또한, 각 구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 둘 이상의 구성부들이 함께 구현될 수도 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
이하에서는 배포용 계산과학 플랫폼을 EDISON 플랫폼으로 칭하여 설명하기로 한다.
도 1은 EDISON 플랫폼 계층 구조를 나타낸 도면, 도 2는 가상화 컴퓨팅 자원/작업 관리 프레임워크를 설명하기 도면, 도 3은 가상화 컴퓨팅자원 및 작업 관리 프레임워크의 계층 구조를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명에 따른 사용자 관리 API의 예시를 나타낸 도면, 도 5는 본 발명에 따른 시뮬레이션 및 작업 관리 API의 예시를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명에 따른 사용자 관리 도구 코드의 예시를 나타낸 도면, 도 7은 본 발명에 따른 EDISON 정보 관리 도구와 EDISON 플랫폼간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, EDISON 플랫폼은 응용 프레임워크, EDISON 미들웨어, 물리적 자원(infra)으로 구성된다.
최상위 계층에는 시뮬레이션 관련 서비스 인터페이스를 담당하는 응용 프레임워크가 있고, 중간에는 자원과 서비스를 연계해주는 미들웨어, 그리고 하단에 는 컴퓨팅 자원관리 부분을 담당하는 사이버 인프라(물리적 자원)가 있다.
응용 프레임워크는 웹 포털 프레임워크, 사이언스 앱스토어, 워크플로우 관리자, 콘텐츠 관리자의 4개의 서브 프레임으로 구성되고, EDISON 미들웨어 및 인프라 자원과 유기적으로 밀접하게 연계된다. 응용 프레임워크는 사용자 인증, 워크플로우 수행, 시뮬레이션 S/W에 대한 메타데이터 질의, 저장 공간, 통계 서비스 등을 위해 웹 표준의 RESTful 인터페이스를 제공한다.
EDISON 미들웨어는 시뮬레이션 S/W 메타데이터 관리, 다수개의 계산 작업으로 이루어진 시뮬레이션 수행 데이터 관리, 데이터 이력 출처 관리, 이기종(물리 및 가상)의 컴퓨팅자원 및 가시화자원과의 연동기능 등을 제공한다.
EDISON 미들웨어는 아이스브레이커(IceBreaker)와 스파이글라스(Spyglass)로 구성된다.
스파이글라스(Spyglass)는 포틀릿(portlet) 애플리케이션 프레임워크를 만드는데 사용된다.
아이스브레이커(IceBreaker)는 웹 기반의 슈퍼 컴퓨팅 서비스를 사용하는 가상화 컴퓨팅 자원/작업 관리 프레임워크의 설계 및 구현에 관련한다.
가상화 컴퓨팅 자원/작업 관리 프레임워크는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 다른 유형의 컴퓨팅 자원과 작업을 관리하고, 다양한 슈퍼컴퓨팅 서비스의 기본적인 API를 확립한다.
가상화 컴퓨팅 자원/작업 관리 프레임워크는 대규모의 사용자에게 효율적인 시뮬레이션 실행 환경을 제공하기 위해 사용자 인증 서비스, 시뮬레이션 수행과 관련된 데이터 입/출력 서비스 및 효과적인 물리/가상 컴퓨팅자원 관리/작업 관리 서비스가 필요하다. 가상화 컴퓨팅자원 및 작업 관리 프레임워크는 이러한 사용자 관리, 파일입/출력 관리, 물리/가상 자원 및 작업 관리 서비스 등의 기능을 제공한다.
가상화 컴퓨팅자원 및 작업 관리 프레임워크는 도 3과 같은 계층 구조를 갖는다. 도 3을 참조하면, 가상화 컴퓨팅 자원 및 작업관리 프레임워크는 다양한 종류의 하부 환경(인증/권한부여, 가상화, 작업관리, 저장장지 관리자 등)에 대한 연동을 제공하기 위한 추상화 계층(Abstraction Layer), 사용자 관리, 물리서버/가상서버 프로비저닝(provisioning) 등의 자원 관리 및 작업 관리를 위한 핵심 계층(Service Core), 웹 표준인 HTTP(S) 기반의 REST 인터페이스를 제공하는 웹 서비스 계층(Web Service Layer)으로 구성된다.
사용자 관리, 가상화 플랫폼 관리, 작업 관리 및 저장공간 관리를 위한 추상화 인터페이스를 설계하여, 기 구축된 인프라 환경과의 연동을 지원한다. 사용자 관리 및 인증 추상화 계층으로는 로컬 데이터베이스와 LDAP(Light-weight Directory Access Protocol) 기반 플러그인을 제공하고, 가상화 플랫폼 연동에서는 Xen 플러그인을 시범적으로 제공한다. 또한 작업 관리 및 저장공관 관리를 위한 플러그인으로 OpenPBS(Torque) 및 NFS를 각각 지원한다.
핵심 계층에서는 사용자(User), 물리서버(Host), 가상머신(Virtual Machine; VM), 가상네트워크(Virtual Network), 가상이미지(Virtual Image), 저장공간 (Storage), 시뮬레이션 작업(Job) 객체를 POJO(Plain Old Java Object) 형태로 Hibernate/HSQL를 사용하여 저장/관리하며, 실질적인 사용자 추가/삭제/인증, 물리서버 추가/삭제, 온-디맨드 가상머신/가상클러스터 프로비저닝 (provisioning) 및 작업 제출/모니터링 등의 기능을 수행한다.
가장 상위의 웹 서비스 계층은 사용자, 물리서버, 가상머신, 가상클러스터, 시뮬레이션/작업, 저장공간 각각에 대해 CRUD(Create-Retrievel-Update-Delete) 모델에 따른 REST 인터페이스를 제공하며, Spring Web MVC 프레임워크를 사용한다.
이러한 가상화 컴퓨팅자원 및 작업 관리 프레임워크에서 제공하는 REST 인터페이스는 사용자 관리 REST API, 물리서버 관리 REST API, 가상머신 프로비저닝 및 관리 REST API, 파일 입/출력 REST API, 시뮬레이션 및 작업 관리 REST API를 포함한다.
사용자 관리 REST API는 사용자 인증, 권한 부여, 접근 제어 등의 사용자 관리를 위한 사용자 관리 웹 페이지를 제공하고, 사용자 관리 웹 페이지를 통해 수행되는 사용자 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 EDISON 플랫폼의 상태를 검사할 수 있도록 한다. 즉, 사용자 관리 REST API는 관리자가 사용자를 등록/삭제하는 기능을 제공한다. 이렇게 관리되는 일반 사용자는 login/logout 인터페이스를 이용하여 시스템 인증을 획득할 수 있으며, 인증 성공 시 제공되는 인증 토큰(token)을 사용하여 다른 서비스 API를 호출할 수 있다. 프레임워크 내부에서는 HTTP(S) BASIC 기반의 인증 메커니즘을 사용하여 사용자 인증 및 권한부여 기능을 제공하며, 관리자와 일반 사용자를 구분하여 접근 제어를 수행한다. 사용자 관리 API는 도 4와 같을 수 있다.
시뮬레이션 및 작업 관리 REST API는 시뮬레이션의 생성, 열람, 삭제, 변경 등의 시뮬레이션 관리, 작업의 제출 및 관리를 위한 페이지를 제공하고, 그 페이지를 통해 수행되는 시뮬레이션 및 작업 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 EDISON 플랫폼의 상태를 검사할 수 있도록 한다.
시뮬레이션 및 작업 관리 API에서 사용되는 시뮬레이션은 작업 집합을 포괄하는 가상 부모 개념의 개체이다. 시뮬레이션 및 작업 관리 API를 사용하여 parameter study 작업 집합에 대한 관리를 수행할 수 있으며, 시뮬레이션 생성/정보열람/삭제/변경 등의 기능을 제공한다. 또한, 사용자는 시뮬레이션 및 작업 관리 API를 이용하여 가상 부모 개념의 시뮬레이션 개체를 생성한 후, 작업의 제출 및 관리 기능을 수행할 수 있다. 작업 제출은 작업제목, 작업타입(sequential 또는 parallel), 실행하고자 하는 해석자 그리고 해석자에 대한 매개변수 등을 XML(또는 JSON)으로 기술하여 제출(submit) API를 호출할 수 있다. 제출된 작업은 status/cancel API를 사용하여 상태를 모니터링 또는 실행 취소를 할 수 있으며, 작업 실행이 완료된 후, 작업 성공시에는 출력 결과 파일들에 대한 메타데이터를 확인할 수 있다. 시뮬레이션 및 작업 관리 API는 도 5와 같을 수 있다.
시뮬레이션 소프트웨어 테스트 REST API는 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지를 제공하고, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지에서 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 서버로 전송하며, 서버로부터 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대응하는 시뮬레이션 결과를 수신하는 과정을 통해 물리적 자원(인프라)과의 연동상태를 검사할 수 있도록 한다. 시뮬레이션 소프트웨어 테스트는 인프라와의 연결을 확인하는 방법이다.
상기와 같은 REST API를 이용하여 EDISON 플랫폼에 관리도구를 구현할 수 있다. 관리 도구는 사용자 관리, 시뮬레이션/작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 포함하고, Ajax 통신을 통해 적용된 HTML5를 기반으로 CSS와 jquery를 사용하여 구현할 수 있다. 사용자 관리 도구 코드는 도 6과 같을 수 있다.
EDISON 미들웨어에 구현된 REST API는 관리 도구 코드를 단순화시킬 수 있다.
사용자 관리 도구와 시뮬레이션/작업 관리 도구는 동일한 방식으로 구현되나, 미들웨어와 인프라 간의 통합을 테스트하기 위한 시뮬레이션 소프트웨어 관리 도구는 다른 방식으로 구현된다.
시뮬레이션 소프트웨어를 테스트하기 위한 명령은 HTML 페이지상의 버튼을 클릭하여 실행하도록 프로그램되어 있다. 시뮬레이션 소프트웨어 정보는 실행 파일의 이름, 파일 출력 명령 선택, 라이브러리 명 및 패스가 될 수 있는 테스트이다.
EDISON 정보 관리 도구와 EDISON 플랫폼간은 도 7과 같은 관계를 갖는다. EDISON 정보 관리도구는 사용자 관리, 시뮬레이션/작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 관리 툴일 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 시스템을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 시스템은 클라이언트 단말(100), 서비스 서버(200)를 포함하고, 이들은 유무선 통신망을 기반으로 구축된다. 여기서, 계산과학은 나노물리, 전산열유체, 계산화학 등의 전문응용 분야를 의미하고, 유무선 네트워크는 이동통신망, 인터넷과 같은 유, 무선 공중망이나 전용망 등과 같이 다양한 프로토콜을 이용하여 데이터 통신이 가능한 모든 통신망을 포괄한다. 또한, 유무선 네트워크는 근거리 통신 방식(예 : 블루투스, RF 통신 등)이나 데이터 케이블 접속, USB 접속 등을 포괄한다.
클라이언트 단말(100)은 서비스 서버(200)에 접속하여 계산과학 플랫폼을 제공받는다. 계산과학 플랫폼은 애플리케이션 프레임워크, 미들웨어 및 물리적 자원(infra)으로 구성되고, 미들웨어에는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API(Representational State Transfer Application Programming Interface)를 제공하는 프레임워크가 구현되어 있다.
클라이언트 단말(100)은 계산과학 플랫폼을 설치하고, 설치된 계산과학 플랫폼이 제공하는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API를 이용하여 계산과학 플랫폼의 정상 동작 여부를 검사한다.
클라이언트 단말(100)에 설치된 계산과학 플랫폼은 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리를 웹 페이지로 제공하여, 설치된 계산과학 플랫폼의 상태를 파악할 수 있도록 한다. 또한, 클라이언트 단말(100)에 설치된 계산과학 플랫폼은 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 웹 페이지로 제공하며, 사용자가 입력하는 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대한 결과 데이터를 수신하는 과정을 통해 하드웨어 자원(물리적 자원)과의 연동 상태를 확인할 수 있도록 한다.
클라이언트 단말(100)은 통신망을 통하여 서비스 서버(200)에 접속하여 계산과학 플랫폼을 제공받는 장치로, 사용자의 키 조작에 따라 통신망을 경유하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말장치를 말하는 것이며, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있다.
클라이언트 단말(100)을 단말장치로 칭할 수 있다.
이러한 클라이언트 단말(100)에 대한 상세한 설명은 도 9를 참조하기로 한다.
서비스 서버(200)는 나노물리, 전산열유체, 계산화학 등의 계산과학공학 분야에 적합한 배포용 계산과학 플랫폼이 저장되어 있고, 클라이언트 단말(100)에 계산과학 플랫폼을 제공한다. 계산과학 플랫폼은 클라이언트 단말(100)의 종류(예컨대, 모바일, PC 등 다양한 기기)에 종속되지않고 자유롭게 이용이 가능한 형태일 수 있다.
서비스 서버(200)는 계산과학공학 분야 교육을 위해 기 개발된 시뮬레이션 프로그램(예컨대, Solver)과 웹기반 오픈 코스웨어 프로그램의 연동을 통해 어려운 전문응용 분야를 학습자가 직접 체험하고, 배울 수 있도록 컨텐츠를 서비스한다. 이때, 서비스 서버(200)는 시뮬레이션 프로그램을 오픈코스웨어와 반응형 웹에 임베디드하여 제공하거나, 학습자가 입력하는 데이터를 슈퍼컴퓨팅 서버에 보낸 후 결과 데이터를 받아 가시화 기술을 활용하여 오픈 코스웨어 내에서 구현할 수 있다.
한편, 서비스 서버(200)는 다양한 통신 규격을 통해 다른 전자 장치들과 통신할 수 있고, 다양한 데이터 처리 연산을 수행할 수 있는 전자 장치를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 서비스 서버(200)는 서버(Server) 장치의 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 서버 장치의 형태 이외에도 다양한 전자 장치의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 서비스 서버(200)는 단일의 전자 장치의 형태로 구현되거나, 둘 이상의 전자 장치가 결합 된 형태로 구현될 수 있다.
한편, 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 시스템은 클라이언트 단말(100)로부터 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 이용하여 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과 데이터를 전송하는 외부 서버(300)를 더 포함할 수 있다.
외부 서버(300)는 특정 계산과학공학 분야에 대한 학습내용, 시뮬레이션 프로그램의 메타데이터를 포함하는 시뮬레이션 요청 신호가 서비스 서버(200)로부터 수신된 경우, 해당 시뮬레이션 프로그램을 로딩하여 메타데이터를 입력값으로 시뮬레이션하며, 그 시뮬레이션 결과에 서비스 서버(200)를 통해 클라이언트 단말(100)로 전송한다. 여기서, 외부 서버(300)는 슈퍼 컴퓨팅 서버, 클라우드 서버 등을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 클라이언트 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 9를 참조하면, 클라이언트 단말(100)은 통신부(110), 입력부(120), 출력부(130), 저장부(140), 계산과학 플랫폼 제어부(150), 제어부(160)를 포함한다.
통신부(110)는 클라이언트 단말(100)과 서비스 서버를 통신망을 통해 상호 연결시키는 통신 수단으로서, 예를 들어 이동통신, 위성통신 등의 무선 통신모듈, 인터넷 등의 유선 통신모듈, 와이파이 등의 근거리 무선 통신모듈 등을 포함할 수 있다.
입력부(120)는 사용자로부터 정보를 입력받는다. 이러한 입력부(120)는, 키패드, 터치 패널 등의 입력 장치로 구현될 수 있으며, 이러한 입력 장치 이외에도 다양한 입력 장치로 구현될 수 있다. 또한, 입력부는 디스플레이부와 일체를 이루는 터치 스크린의 형태로도 구현될 수 있다.
출력부(130)는 클라이언트 단말(100)의 동작과 관련된 다양한 정보를 표시하기 위한 구성으로, LCD, LED 등을 포함하는 다양한 디스플레이 장치를 통해 구현될 수 있다.
저장부(140)에는 서비스 서버로부터 제공받은 계산과학공학 분야의 계산과학 플랫폼이 저장된다. 또한, 저장부(140)는 클라이언트 단말(100)의 동작 제어 시 필요한 프로그램과 그 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장한다. 이러한 저장부(140)는 다양한 종류의 메모리 소자를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
계산과학 플랫폼 제어부(150)는 서비스 서버로부터 배포용 계산과학 플랫폼을 다운받아 설치한다.
계산과학 플랫폼 제어부(150)는 설치된 계산과학 플랫폼이 제공하는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API를 이용하여 계산과학 플랫폼의 정상 동작 여부를 확인한다.
계산과학 플랫폼 제어부(150)는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리를 웹 페이지로 제공하여, 설치된 계산과학 플랫폼의 상태를 파악할 수 있도록 한다.
즉, 계산과학 플랫폼 제어부(150)는 사용자 관리 페이지를 통해 수행되는 사용자 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 계산과학 플랫폼이 정상적으로 동작하는지를 검사한다. 여기서, 사용자 관리 동작은 사용자 등록 또는 삭제, 사용자 인증 및 권한부여, 관리자와 일반 사용자를 구분하여 접근 제어 수행 등을 포함할 수 있다. 계산과학 플랫폼 제어부(150)는 login/logout 인터페이스를 이용하여 사용자를 인증하고, 인증 성공 시 제공되는 인증 토큰(token)을 사용하여 다른 서비스 API를 호출할 수 있다. 이처럼 계산과학 플랫폼 제어부(150)는 사용자 관리 메뉴를 통해 사용자 인증 및 권한부여 기능을 제공하며, 관리자와 일반 사용자를 구분하여 접근 제어를 수행한다.
또한, 계산과학 플랫폼 제어부(150)는 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 통해 수행되는 시뮬레이션 및 작업 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 계산과학 플랫폼이 정상적으로 동작하는지 검사한다. 즉, 계산과학 플랫폼 제어부(150)는 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴를 통해 parameter study 작업 집합에 대한 관리를 수행하고, 시뮬레이션 생성/정보열람/삭제/변경 등의 기능을 제공한다. 또한, 계산과학 플랫폼 제어부(150)는 가상 부모 개념의 시뮬레이션 개체를 생성한 후, 작업의 제출 및 관리 기능을 수행한다. 여기서, 작업 제출은 작업제목, 작업타입(sequential 또는 parallel), 실행하고자 하는 해석자 그리고 해석자에 대한 매개변수 등을 XML(또는 JSON)으로 기술하여 제출(submit) API를 호출할 수 있다. 제출된 작업은 status/cancel API를 사용하여 상태를 모니터링 또는 실행 취소를 할 수 있으며, 작업 실행이 완료된 후, 작업 성공시에는 출력 결과 파일들에 대한 메타데이터를 확인할 수 있다.
계산과학 플랫폼 제어부(150)는 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지에서 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 서버로 전송하고, 서버로부터 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대응하는 시뮬레이션 결과를 수신하는 과정의 정상 수행 여부를 이용하여 계산과학 플랫폼과 하드웨어 자원과의 연동상태를 검사한다. 여기서, 시뮬레이션 소프트웨어 정보는 실행 파일의 이름, 파일 출력 명령 선택, 라이브러리 명 및 패스 등을 포함할 수 있다.
한편, 통신부(110), 입력부(120), 출력부(130), 저장부(140), 계산과학 플랫폼 제어부(150) 각각은 컴퓨팅 장치상에서 프로그램을 실행하기 위해 필요한 프로세서 등에 의해 각각 구현될 수 있다. 이처럼 통신부(110), 입력부(120), 출력부(130), 저장부(140), 계산과학 플랫폼 제어부(150)는 물리적으로 독립된 각각의 구성에 의해 구현될 수도 있고, 하나의 프로세서 내에서 기능적으로 구분되는 형태로 구현될 수도 있다.
제어부(160)는 통신부(110), 입력부(120), 출력부(130), 저장부(140), 계산과학 플랫폼 제어부(150)를 포함하는 클라이언트 단말(100)의 다양한 구성부들의 동작을 제어하는 구성이다. 이러한 제어부(160)는 적어도 하나의 연산 장치를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 연산 장치는 범용적인 중앙연산장치(CPU), 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA), 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 클라이언트 단말은 서비스 서버로부터 배포용 계산과학 플랫폼을 다운받아 설치한다(S1002).
계산과학 플랫폼이 설치되면, 클라이언트 단말은 사용자 관리 메뉴, 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 표시된 화면을 디스플레이한다(S1004).
사용자가 디스플레이된 화면에서 사용자 관리 메뉴를 선택하면(S1006), 클라이언트 단말은 사용자 관리 페이지를 디스플레이하고(S1008). 사용자 관리 페이지를 통해 입력된 사용자 관리 동작을 수행한다(S1010).
사용자가 S1004에서 디스플레이된 화면에서 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴를 선택하면(S1012), 클라이언트 단말은 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 디스플레이하고(S1014), 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 통해 입력된 시뮬레이션 및 작업 관리 동작을 수행한다(S1016).
사용자는 사용자 관리 동작 또는 시뮬레이션 및 작업 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 계산과학 플랫폼의 상태를 확인한다(S1018). 즉, 사용자 관리 동작과 시뮬레이션/작업 관리 동작이 정상적으로 수행되면, 설치된 계산과학 플랫폼의 상태가 정상이라고 판단할 수 있다.
또한, 사용자가 S1004에서 디스플레이된 화면에서 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴를 선택하면(S1020), 클라이언트 단말은 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지를 디스플레이한다(S1022). 클라이언트 단말은 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지를 통해 사용자가 선택한 시뮬레이션 소프트웨어의 테스트 동작을 수행한다(S1024).
사용자는 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 계산과학 플랫폼과 하드웨어 자원과의 연동 상태를 확인한다(S1026).
즉, 클라이언트 단말은 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지에서 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 서버로 전송하고, 서버로부터 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대응하는 시뮬레이션 결과를 수신하는 과정의 정상 수행 여부를 이용하여 계산과학 플랫폼과 하드웨어 자원과의 연동상태를 검사한다.
상기와 과정을 통해 클라이언트 단말에 설치된 계산과학 플랫폼이 정상적으로 동작하는지를 확인할 수 있다.
한편, 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 방법은 프로그램으로 작성 가능하며, 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 방법에 관한 프로그램은 전자장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(Readable Media)에 저장되고, 전자장치에 의하여 읽혀지고 실행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 실시 형태로 실시될 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시 예들은 예시적인 것일 뿐이며, 그 범위를 제한해놓은 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 또한, 도면에 도시된 순서도들은 본 발명을 실시함에 있어서 가장 바람직한 결과를 달성하기 위해 예시적으로 도시된 순차적인 순서에 불과하며, 다른 추가적인 단계들이 제공되거나, 일부 단계가 삭제될 수 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술한 기술적 특징과 이를 실행하는 구현물은 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 기술하는 구조 및 그 구조적인 등가물 등을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 조합으로 구현 가능하다. 또한 본 명세서에서 기술한 기술적 특징을 실행하는 구현물은 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 처리 시스템의 동작을 제어하기 위하여 또는 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령어에 관한 모듈로서 구현될 수도 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 또는 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 기술한 "컴퓨터에서 판독 가능한 매체"는 프로그램 실행을 위해 명령어를 프로세서로 제공하는데 기여하는 모든 매체를 포함한다. 구체적으로 데이터 스토리지 디바이스, 광디스크, 자기 디스크 등과 같은 비휘발성 매체, 동적 메모리 등과 같은 휘발성 매체와 데이터를 전송하는 동축 케이블, 구리 와이어, 광섬유 등과 같은 전송 매체를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
이와 같이, 본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 의해 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 이상에서 기술한 실시 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 실시 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 클라이언트 단말 110 : 통신부
120 : 입력부 130 : 출력부
140 : 저장부 150 : 계산과학 플랫폼 제어부
160 : 제어부 200 : 서비스 서버
300 : 외부 서버

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 배포용 계산과학 플랫폼이 저장된 배포용 서비스 서버;
    상기 서비스 서버로부터 계산과학 플랫폼을 다운받아 설치하고, 상기 설치된 계산과학 플랫폼이 제공하는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API(Representational State Transfer Application Programming Interface)를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 정상 동작 여부를 검사하는 클라이언트 단말;
    을 포함하되,
    상기 클라이언트 단말은,
    배포용 서비스 서버와 통신하는 통신부;
    사용자로부터 정보를 입력 받는 입력부;
    상기 클라이언트 단말의 동작과 관련된 다양한 정보를 표시하는 출력부;
    상기 배포용 서비스 서버로부터 제공받은 계산과학 플랫폼이 저장되고, 상기 클라이언트 단말의 동작 제어 시 필요한 프로그램과 그 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 저장하는 저장부;
    상기 배포용 서비스 서버로부터 상기 배포용 계산과학 플랫폼을 다운받아 상기 저장부에 저장하고, 설치된 상기 배포용 계산과학 플랫폼이 제공하는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API를 이용하여 상기 배포용 계산과학 플랫폼의 정상 동작 여부를 확인하는 계산과학 플랫폼 제어부;
    를 포함하고,
    상기 사용자 관리 REST API, 시뮬레이션 및 작업 관리 사용자 관리 REST API는 상기 클라이언트 단말에 설치된 계산과학 플랫폼의 상태를 검사하고,
    상기 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 REST API는 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지를 제공하고, 상기 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지에서 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 외부서버로 전송하며, 상기 외부서버로부터 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대응하는 시뮬레이션 결과를 수신하는 과정을 통해 상기 계산과학 플랫폼과 사용자의 하드웨어 자원인 상기 클라이언트 단말과의 연동상태를 검사하는 것을 특징으로 하는 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배포용 계산과학 플랫폼은, 애플리케이션 프레임워크, 미들웨어 및 물리적 자원(infra)으로 구성되고, 상기 미들웨어에는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API를 제공하는 프레임워크가 구현된 것을 특징으로 하는 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 사용자 관리 REST API는 사용자 인증, 권한 부여, 접근 제어 중 적어도 하나의 사용자 관리를 위한 사용자 관리 페이지를 제공하고, 상기 사용자 관리 페이지를 통해 수행되는 사용자 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사하며,
    상기 시뮬레이션 및 작업 관리 REST API는 시뮬레이션의 생성, 열람, 삭제, 변경 중 적어도 하나를 포함하는 시뮬레이션 관리, 작업의 제출 및 관리를 위한 페이지를 제공하고, 상기 페이지를 통해 수행되는 시뮬레이션 및 작업 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사하는 것을 특징으로 하는 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 시스템.
  8. 클라이언트 단말장치가 계산과학 플랫폼을 검사하는 방법에 있어서,
    (a) 배포용 서비스 서버로부터 계산과학 플랫폼을 다운받아 클라이언트 단말에 설치하는 단계;
    (b) 상기 설치된 계산과학 플랫폼이 제공하는 사용자 관리, 시뮬레이션 및 작업 관리, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트를 위한 REST API를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼이 상기 클라이언트 단말에서 정상 동작하는지 여부를 검사하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 (b) 단계는,
    상기 클라이언트 단말에 사용자 관리 메뉴, 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 표시된 화면을 디스플레이하는 단계;
    상기 화면에서 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 선택된 경우, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지를 디스플레이하는 단계;
    상기 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 페이지에서 입력된 시뮬레이션 소프트웨어 정보를 외부서버로 전송하고, 상기 외부서버로부터 시뮬레이션 소프트웨어 정보에 대응하는 시뮬레이션 결과를 수신하는 과정의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼과 사용자의 하드웨어 자원인 상기 클라이언트 단말과의 연동상태를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    사용자 관리 메뉴, 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 표시된 화면을 디스플레이하는 단계;
    상기 화면에서 사용자 관리 메뉴가 선택된 경우, 사용자 관리 페이지를 디스플레이하는 단계;
    상기 사용자 관리 페이지를 통해 수행되는 사용자 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    사용자 관리 메뉴, 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴, 시뮬레이션 소프트웨어 테스트 메뉴가 표시된 화면을 디스플레이하는 단계;
    상기 화면에서 시뮬레이션 및 작업 관리 메뉴가 선택된 경우, 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 디스플레이하는 단계;
    상기 시뮬레이션 및 작업 관리 페이지를 통해 수행되는 시뮬레이션 및 작업 관리 동작의 정상 수행 여부를 이용하여 상기 계산과학 플랫폼의 상태를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배포용 계산과학 플랫폼의 검사 방법.
  11. 삭제
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