透明计算系统中基于BitMap的共享镜像存储管理

透明计算是一种将操作系统、应用程序和用户数据都作为资源存储在服务器端,资源以流块的方式调度到客户端执行的计算模式。针对透明计算系统中透明服务器端多用户的操作系统及应用程序资源冗余问题,设计并实现了一种基于BitMap的共享镜像存储管理方法BM-SISMS,该方法采用链式存储方法将系统数据和用户数据分离开来,多用户通过链式结构共享系统镜像,根据BitMap存储方法查找定位用户请求的各种资源。测试结果表明BM-SISMS方法能够完成多个客户端请求的实例操作系统加载和使用,在数据读写方面,BM-SISMS方法读数据速度约11.05 MB/s,写数据速度为4.01 MB/s,具有很高的性能,能够满足透明计算系统中镜像存储管理的需求。     

一种网络计算I/O加速方法:iSCSI透明可靠多播

本文提出了一种网络计算环境下的I/O加速方法:iSCSI透明可靠多播(iTRM)。通过在iSCSI网络计算系统中设计双路径:共享数据的多播传送路径和iSCSI协议数据包传递路径,来加速网络计算数据加载性能。并且在iSCSI启动器端对多播数据进行丢包检测和请求重传,由iSCSI会话重传丢失的数据包来保证I/O数据的可靠性。扩展了iSCSI协议以支持多播会话通告,设计了一种基于数据感知实现I/O路由选择的透明多播监控代理。测试结果表明,基于iTRM的iSCSI网络计算系统显著提升了多个客户主机的并发I/O性能,并对客户主机数量的增加具有良好的系统扩容性。     

基于相似负载的iSCSI透明可靠多播

提出一种针对iSCSI网络计算系统的I/O加速策略——基于相似负载的iSCSI透明可靠多播。通过对I/O请求数据块进行相似负载判定以及对原有iSCSI协议进行扩展,在iSCSI网络计算系统中构建数据传输双路径——iSCSI协议数据包路径和相似负载的多播路径,以提高网络计算数据的加载速度。测试结果表明,该策略能有效提升多个客户主机的并发I/O性能。     

透明计算中用户访问行为特征分析与预测

在透明计算中,服务端存储并管理着所有用户所需的操作系统、应用软件和个性化数据,并高效处理来自透明网络的用户资源请求服务。因此,服务端是透明计算系统性能的瓶颈。为制定更高效的缓存策略提供有效的依据,基于信息熵和三次指数平滑对透明计算用户行为特征进行分析和预测。首先基于信息熵策略分析用户访问行为特征,进而利用指数平滑预测算法预测将来一段时间内数据块的访问频率,在真实数据的实验结果上验证了预测方法的有效性。     

基于轻量级虚拟机的透明计算系统

基于虚拟机的透明计算系统MMNC-VX实现了未经修改的操作系统在透明计算环境中可按需加载,但其性能与同配置PC相比有较大差距。针对该问题,提出一种基于轻量级虚拟机的透明计算系统,仅虚拟网络设备,减少了由全虚拟化带来的开销,利用设备模型将用户操作系统的存储I/O请求重定向到服务器上处理,实现透明计算。经测试,原型系统性能与同配置PC基本相当,与MMNC-VX相比有较大提高。     

基于关联数据本地化的多密码作业流调度算法

针对云密码服务系统中服务请求多样、数据依赖性作业流与非数据依赖性作业流随机交叉并发等问题,为了避免处理节点之间关联数据的交互而带来的系统通信性能开销和数据安全性威胁,设计一种基于关联数据本地化的云密码作业流调度算法。首先通过任务请求密码功能的映射,保障多作业流请求密码功能的正确实现;然后对于具有相同请求密码功能的各任务中不同工作模式交叉问题,在提出任务优先级计算方法以促进多作业流调度公平性的基础上,采用分类调度的方法,在实现关联数据本地化的同时,保障了调度系统的整体性能。仿真结果表明,该算法不仅可以有效减少系统任务完成时间,提高资源利用率和公平性,并且具有良好的稳定性。     

基于Portal认证技术的科技成果数据跨平台访问控制

为避免科技成果数据外泄,设计一种基于Portal认证技术的科技成果数据跨平台访问控制方法。采用Portal认证技术构建请求访问平台和科技成果数据服务平台的访问控制模型,当这2个平台通过访客身份认证后,对其进行信任度评估和访问请求授权;服务提供平台利用策略实施点（PEP）完成访问请求用户属性信息的收集并传送至PEP,采用推荐算子计算存在访问请求的用户信任度,并通过合一运算获取用户在科技成果数据服务平台的信任度。将获取的信任度传送至策略决策点（PDP）,通过PDP对信任度进行分析,以给出是否对该访问请求进行授权的判定,实现科技成果数据跨平台访问控制。实验结果表明,该方法访问控制的有效性与精准度较高,平台响应时间短,实用性好。     

基于虚拟机的透明计算设备子系统设计及实现*

为解决在现有透明计算系统中磁盘等设备的虚拟化,需要对操作系统进行修改才能在端计算机上运行的问题,提出透明计算系统中一种基于虚拟机技术的设备子系统。以Intel VT硬件级虚拟支持和Xen虚拟化技术为基础, 在全虚拟化的虚拟机上运行用户操作系统: 通过运行在管理域用户空间中设备模型的虚拟磁盘和网络驱动,将用户域访问磁盘和网络的I/O请求跨网络地重定向到服务器进行处理, 从而实现端计算机上多操作系统的远程运行。在VT硬件平台和Xen虚拟机监控器上实现了原型系统,验证了该方法的可行性。     

移动计算环境中的自适应混合广播

提出一种自适应混合广播算法。在周期广播数据分配时采用多信道非均匀分配,使高访问率的数据获得高广播频率。在确定周期广播数据和联机请求数据个数时考虑联机请求信道响应时间和访问率之间的关系,从而在少量比较次数后获得数据最佳分割点。实验结果表明,该算法可以根据系统负载和用户访问模式的变化动态调节信道和数据的分配,性能优于纯广播和纯基于请求的广播,访问时间少于现有的混合数据广播方式。     

JPPF在构建高性能ETL过程中的应用

数据仓库中数据规模的不断膨胀和数据实时性需求的提高使得对ETL过程性能要求越来越高.通过对并行处理框架JPPF分析,提出了利用JPPF构建高性能ETL系统架构方案和一种ETL数据处理任务提交算法.经过测试和性能对比证明了该方案在处理包含大规模计算任务的ETL过程优势明显.     

Transient analysis of structural members by the CSDT riccati transfer matrix method

A method for the direct integration of the dynamic governing partial differential equations of motion for structural members is developed. This technique is called the continuous-space discrete-time (CSDT) Riccati transfer matrix method. This formulation transforms a boundary value problem of governing partial differential equations of motion into a boundary value problem of ordinary differential equations. First, a standard procedure such as finite differences is employed to discretize the time derivatives. Then, a line solution technique such as the Riccati transfer matrix method is utilized to integrate the spatial derivatives. The stability and accuracy of the CSDT Riccati transfer matrix method using the Newmark generalized acceleration formulation for time discretization is studied. For a particular class of governing equations, it is shown that the method is unconditionally stable without amplitude decay error for particular parameter values in the Newmark formulation. The method, however, exhibits period elongation error as a function of the time step. Numerical results for bar and beam example problems indicate that this may well be a viable method for calculating the dynamic response of linear structural members.     

A software design technique for client–server applications

Software design is the process of mapping software functional requirements into a set of modules for implementation. In this paper, a new design technique called the concurrent software design technique (CSDT) is proposed. CSDT extends software design techniques, which are based on structured analysis and design, by identifying independent concurrent tasks for implementation in multiprocessing, multitasking and the C/S environment. A case study on re-engineering a large legacy system, implemented on mainframes as a sequential system, to a C/S environment is presented next in order to highlight the benefits of the CSDT. Finally, this paper concludes with a comparison of CSDT with other existing approaches and the lessons learned from the experience with this technique. © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种实用、高效的虚拟远程超级计算环境

远程计算是指用户在本地计算机上通过互联网利用远程超级计算机上计算资源的技术.传统的远程计算方式是用户通过telnet协议登录到远程机器上完成各项任务.这种方式在高速、稳定的网络环境下效率是很高的.但是当网络条件比较差时,如在低带宽、不稳定的网络上,这种方式会严重影响用户的工作效率.提出并实现了一个远程虚拟计算环境,它所采用的计算方式可有效完成在低带宽、不稳定的网络环境下效率较低甚至无法完成的远程计算,其中使用了如检查点设置/恢复、压缩传送、目录树传送等技术以达到尽量减少网络流量的目的.实践证明,这在我国当前的网络条件下是一种高效的远程计算方法.     

Design and implementations of Ninf: towards a global computing infrastructure

The world-wide computing infrastructure on the growing computer network technology is a leading technology to make a variety of information services accessible through the Internet for every user from the high-performance computing users through many of personal computing users. The important feature of such services is location transparency; information can be obtained irrespective of time or location in virtually shared manner. In this article, we overview Ninf, an ongoing global network-wide computing infrastructure project which allows users to access computational resources including hardware, software and scientific data distributed across a wide area network. Preliminary performance result on measuring software and network overhead is shown, and that promises the future reality of world-wide network computing.     

普适计算环境下网络数据采集处理方法

通过对普适计算环境下网络的特点进行分析,提出基于规则的网络数据采集处理方法.这种方法使用业务规则来封装网络数据的采集和处理逻辑,并且使用面向对象的Rete算法组织业务规则,使数据处理逻辑具有良好的可读性和可重用性,实现了业务逻辑和过程的分离,也避免为了适应网络环境和业务的变化而频繁修改那些复杂的业务逻辑语句.     

Solution-Domain-Decomposition Method for Heat Transfer Problem Using Parallel Distributed Computing

Solution-domain-decomposition (SDD) method is formulated for solving heat transfer problem and generalized for solving multi-domain problem. A generalized algorithm is suggested for parallel and distributing computation. Chebyshev expansion on the dependent variables is used for pseudospectral approximation of the governing equation in this study. Linear superposition principle is adapted to incorporate the interactions between the subdomains. By effective subdivision of computational domain, significant computational efficiency and computational memory savings are accomplished without losing spectral accuracy of the solution. Owing to independent characteristics of the subdomains. the scheme is well suited for multi-processor machines. Convergence study reveals that spectra! accuracy is still conserved for the multi-domain calculation. The calculation domain is divided up to 8 subdomains and calculation is distributed up to independent CPUs. Significant speed-up ratio is obtained by distributing the subtasks through the network.     

一种扩展的多操作系统远程启动协议ENCBP

提出一种在局域网环境下对网络计算设备进行远程多操作系统引导的协议--ENCBP(extended network_based client boot protocol)协议,对现有的NCBP(network-based client bootprotocol)协议进行改进,通过区分引导的操作系统内核结构的类型改进了协议交互的过程,提高了单内核操作系统远程启动的效率,提出更安全的传输方法,增强了协议的安全性,引入在BIOS芯片中的固件启动代理,节省了对附加芯片的需求.最后以基于龙芯Ⅱ号平台的透明计算系统作为应用实例进行测试,并对测试结果做了分析和评价,验证了该方法的有效性.     

A note on the stability of CSDT methods for solving parabolic equations

In this note we study the stability aspects of CSDT methods for solving parabolic partial differential equations. We define two types of stability and discuss the stability of various CSDT methods.     

基于视频数据和传递熵的鱼群信息传递网络构建

鱼群中的个体如何通过信息传递从而达到一致的群体运动状态,至今还没有刻画这一现象的统一数学模型.本文阐述了一种利用视频数据和传递熵构建鱼群中个体间信息传递网络的方法.首先用实验获取斑马鱼集群的视频数据,并采用计算机视觉跟踪的方法获取鱼群中每个个体的位置和运动速度,然后利用传递熵计算个体两两之间的信息传递关系,在此基础上构建了鱼群信息传递网络.通过网络分析,揭示了鱼群中个体间的信息交互个数与信息传播速度之间的关系,进一步发现了鱼群信息传递网络中的频繁子结构.本文提供了一种利用探测时间序列间因果关系建立鱼群信息传递网络的方法,为鱼群信息传递研究提供了一种新的思路.     

适合遥感影像处理的网格计算环境研究

网格计算是近几年来发展迅速的一种网络资源共享模型,其目的是网络资源的完全共享。网格计算相对于传统的C／S及Web GIS来说,它在网络计算、数据处理、资源共享、任务协同等方面都有了进一步的发展。在适感影像处理与理解应用方面,由于涉及大量的网络计算及网络传输等耗时操作,应用网格计算思想进行适感图像处理就更有实际意义。结合网格计算的网络计算及资源共享的优势,设计并开发适合适感影像处理的网格计算环境及软件,是解决当前适感影像海量数据处理的有效途径之一,同时也是适感图像处理软件的一个发展趋势之一。本文结合实际研究成果,首先给出了基于网格计算思想的适感影像处理的设计流程,并对其具体实现技术进一步进行了讨论。在分析其在图像处理方面应用的基础上,对面向网络的智能化适感图像网格处理系统进行了分析与设计,并给出了其实现的一些关键技术。