SwiftArray: Accelerating Queries on Multidimensional Arrays

Scientific instruments and simulation programs are generating large amounts of multidimensional array data.Queries with value and dimension subsetting conditions are commonly used by scientists to find useful information from big array data,and data storage and indexing methods play an important role in supporting queries on multidimensional array data efficiently.In this paper,we propose SwiftArray,a new storage layout with indexing techniques to accelerate queries with value and dimension subsetting conditions.In SwiftArray,the multidimensional array is divided into blocks and each block stores sorted values.Blocks are placed in the order of a Hilbert space-filling curve to improve data locality for dimension subsetting queries.We propose a 2-D-Bin method to build an index for the blocks’value ranges,which is an efficient way to avoid accessing unnecessary blocks for value subsetting queries.Our evaluations show that SwiftArray surpasses the NetCDF-4 format and FastBit indexing technique for queries on multidimensional arrays.     

约束空间近似正交的空间填充试验设计方法

试验设计空间存在约束是一种广泛存在的实际工程问题, 针对现有的约束空间试验设计方法存在生成设计点数不灵活, 算法优化时间长、效率低, 适用约束类型有限, 设计准则单一等问题, 提出一种约束空间近似正交的空间填充试验设计方法。基于设计点之间的距离和相关系数值构造试验设计准则, 通过改进的随机坐标交换算法进行方案求解。所提算法适合凸约束、非凸约束、解析约束、非解析约束等多种类型的约束, 而且适用于多维度的不规则试验设计空间。示例分析表明, 与现有方法相比, 所提算法具有优良的空间填充特性和较好的正交性。     

空间填充曲线映射算法研究

空间填充曲线是一种降低空间维度的方法。空间填充曲线能够将高维空间中的数据映射到一维空间,使用经典线性索引结构存储数据。空间填充曲线有Hilbert曲线、Z曲线和Gray曲线。本文详细叙述这些曲线的映射算法,分析算法的时间复杂度和空间复杂度。     

Research on a toolpath generation method of NC milling based on space-filling curve

Tool path generated by space-filling curve always turns frequently causing trembling to ma-chine, reducing toollife and affecting workpiece quality.Length and generation time of tool paths are both relatively long.In order to solve these problems, a toolpath generation method of NC milling based on space-filling curve is proposed.First, T-spline surface is regarded as the modeling sur-face, the grid, which is based on the limited scallop-height, can be got in the parameter space, and the influence value of grid node is determined.Second, a box is defined and planned, and the tool paths are got preliminarily,which is based on minimal spanning tree;Finally, based on an improved chamfering algorithm, the whole tool paths are got.A simulation system is developed for computer simulation, and an experiment is carried out to verify the method.The results of simulation and ex-periment show that the method is effective and feasible, and length and time of the tool paths are re-duced.     

基于三维Hilbert曲线扫描的图像置乱

Hilbert曲线的空间填充性质使得它可用于图像置乱.针对二维Hilbert曲线扫描波动性相对较小以及少数几次置乱后仍达不到较好置乱效果的弱点,提出将二维图像堆积成三维矩阵,并利用三维Hilbert曲线产生的扫描矩阵进行图像置乱.数值实验结果表明,三维Hilbert曲线扫描的置乱效果比二维好,算法对于剪切、JPEG压缩、噪声、涂鸦等攻击具有较好的鲁棒性.     

二维空间填充曲线的生成方法

通过利用IFS相关理论和空间填充曲线的性质生成Hilbert曲线,找到生成递归空间填充曲线(RSFC)的一般方法,并将生成元图形从2×2网格扩充到3×3网格,在此理论之上生成了几种常见的空间填充曲线.     

基于空间填充曲线和or-opt搜索求解旅行商问题

为探索求解大规模TSP（旅行商问题）有效实用方法，提出基于SFC（空间填充曲线）和or-opt混合算法来求解TSP，其中SFC方法能快速且有效地获得初始解，or-opt搜索算法可有效改进初始解。通过中国旅行商问题（CTSP）数据测试，无论是速度还是精度都能满足一定要求，证明这种混合算法能快速有效地解决TSP，并为解决大规模此类问题提供了一种新的思路。     

一种新的空间数据库索引结构

提出一种新的空间数据索引结构．利用Hilbert曲线的聚类特性解决了R-tree查寻路径的非惟一性问题;通过最小外接矩形分解技术(DMBR)确定多边形的形状,直接获得空间对象的具体结构信息,获得了更精确的查寻结果;采用改进的分裂算法可提高节点分配的效率和节点的饱和度,减少I／O访问次数,缩短数据在内存与硬盘之间相互交换的时间,该算法已应用于地理信息系统实践中,取得了较好效果。     

基于空间填充曲线的数据分发区域匹配

提出基于空间填充曲线的HLADDM区域匹配方法，将多维雏复杂路径空间中的区域线性化为字符串并建立空间区域索引树，区域匹配问题转换为索引的快速查询。这种方法在保证匹配精度前提下，在仿真推进全过程实现区域的快速匹配，并能在整个路径空间范围内实现组播资源动态分配，确保仿真成员间实时数据交互。实验结果表明基于索引树的线性化区域匹配方法能有效地保证数据分发管理服务功能的实现。