基于HYB格式稀疏矩阵与向量乘在CPU+GPU异构系统中的实现与优化

稀疏矩阵与向量相乘SpMV是求解稀疏线性系统中的一个重要问题,但是由于非零元素的稀疏性,计算密度较低,造成计算效率不高。针对稀疏矩阵存在的一些不规则性,利用混合存储格式来进行SpMV计算,能够提高对稀疏矩阵的压缩效率,并扩大其适应范围。HYB是一种广泛使用的混合压缩格式,其性能较为稳定。而随着GPU并行计算得到普遍应用以及CPU日趋多核化,因此利用GPU和多核CPU构建异构并行计算系统得到了普遍的认可。针对稀疏矩阵的HYB存储格式中的ELL和COO存储特征,把两部分数据分别分割到CPU和GPU进行协同并行计算,既能充分利用CPU和GPU的计算资源,又能够发挥CPU和GPU的计算特性,从而提高了计算资源的利用效能。在分析CPU+GPU异构计算模式的特征的基础上,对混合格式的数据分割和共享方面进行优化,能够较好地发挥在异构计算环境的优势,提高计算性能。     

计算机专业实践课程的过程管理与量化评价

目前实践教学的教学过程和考评缺乏规范性和科学性。我系通过对实践课程的组织模式和教学活动的研究,把实践课程划分为3-4个标准的教学过程,规范每个阶段需要完成的工作任务,采用相适应的管理方法对教学活动进行组织,并定义了对教学过程中开展的活动和完成的任务进行度量的指标,通过这些指标的量化值来实现对实践课程的考评,使实践课程的考评具有科学性。     

一卡通密钥管理系统的设计与实现

校园一卡通既满足学校现代化管理的需要,又满足师生日常生活的多种需求,其电子管理功能块将使学校实现电子化管理,提高工作效率,加强校园管理,但其IC卡的安全性是一卡通应用的保障基础。针对一卡通中多种业务集成应用的需求,提出了多级密钥管理系统的解决方案,以根密钥、母密钥和用户密钥三层密码机制来充分保障密码生成、保存以及IC卡使用的安全。     

利用关系表构建XML文档解析的树模型

在对XML文档的数据解析和查询操作研究中,发现树能较好地反映XML文档的层次结构,但其查询效率较低,而关系表是一种适合存储大量数据且有较好查询效率与操作功能的数据结构。给出了一个把树和关系表相结合构建一种存储XML文档的数据模型;在这个模型的解析过程中,采用回调事件式的分段解析方法以减少解析时间和存储空间。这样既能较好保存XML文档的结构特点,又能提高其查询的效率和操作的便利性。通过对大数据量XML文档的解析和操作实验,实验结果证明这种数据模型在处理大型XML文档中具有明显优势。     

一种基于服务空间的服务提供模型

SOA的应用日益广泛,构建SOA的工具和平台也日益丰富.而集中式SOA架构会增加成本,限制资源的再利用,降低系统的灵活性,并且有可能导致成本高昂的系统瓶颈.基于服务空间的服务提供模型是一种分布式SOA架构,他通过构建和部署服务空间来分步骤渐进式地实施SOA,并且利用服务空间可以整合已有的系统和资源而提供服务功能,并不需要改变原有系统的运行环境,并且服务空间之间是独立的,不需要一个共有的Hub、Bus或中央服务器.这样不但使得已有(或新的)IT资产可以得到更好重用,而且避免新增加昂贵的服务器和中间件软件,因此,能够更好地满足基于SOA架构的应用程序对各项技术和成本的要求.     

一种准对角矩阵的混合压缩算法及其与向量相乘在GPU上的实现

稀疏矩阵与向量乘(SpMV)属于科学计算和工程应用中的一种基本运算,其高性能实现与优化是计算科学的研究热点之一。在微分方程的求解过程中会产生大规模的稀疏矩阵,而且很大一部分是一种准对角矩阵。针对准对角矩阵存在的一些不规则性,提出一种混合对角存储(DIA)和行压缩存储(CSR)格式来进行SpMV计算,对于分割出来的对角线区域之外的离散非零元素采用CSR存储,这样能够克服DIA在不规则情况下存储矩阵的列迅速增加的缺陷,同时对角线采用DIA存储又能充分利用矩阵的对角特征,以减少CSR的行非零元素数目的不均衡现象,并可以通过调整存储对角线的带宽来适应准对角矩阵的不同的离散形式,以获得比DIA和CSR更高的压缩比,减小计算的数据规模。利用CUDA平台在GPU上进行了实验测试,结果表明该方法比DIA和CSR具有更高的加速比。     

一种基于消息总线的交通信息集成模型

针对交通业务系统的复杂性和交通信息的多样化,为实现彼此之间一致有效的信息集成,提出一种基于消息总线的交通信息集成模型。该模型采用一种频道机制来注册和管理集成的消息服务,并可以通过在频道中部署消息集成代理对集成的信息进行进一步的分类和融合,以实现异源信息的融合,根据该模型构建的城市交通综合管理和信息服务平台的数据共享模式有着更好的信息分析能力和事件处理效率。     

面向频道服务的柔性集成模型

针对企业在业务系统集成中对柔性的要求,提出一种信息的集成逻辑组织单元——频道和集成服务组件框架模型,采用总线的消息传输技术和可插入式的构件技术,通过配置不同频道服务实现从接入到消息总线上的消息服务的动态注册和服务提供,部署集成服务组件可扩展频道的集成服务功能。在交通信息集成的应用过程中证明该模型易于扩展并具有较好的柔性。     

一种高性能流式并行加密算法

随着网络用户的数量持续增多和对安全需求的增长,以AES加密的方式对用户数据流进行加密保护得到了广泛的应用。对服务器而言,大量用户形成的数据流具有流速高和突发性强的特点,而传统的串行加密却效率低下,会造成服务失效或服务质量差,因此在目前普及的CPU+GPU异构环境的基础上,通过流水线方式组织并行AES加密,以提高加密的性能,并通过滑动窗口进行突发流量控制,以提供高质量的流加密服务。实验结果显示,所提出的异构环境下的流式AES并行加密算法能满足高速率突发性的用户数据流的流式加密的需求,提高了加密的处理速度并有效地控制了流量。