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计算机工程与科学 2010年第10期杂志 文档列表

计算机工程与科学杂志计算机网络与信息安全

一种基于冲突检测的无关联规则集匹配算法1-4

摘要：防火墙已经成为网络安全体系中一个关键的角色，对防火墙的管理越来越受到重视。本文针对在防火墙管理中容易出现的过滤规则冲突问题和规则匹配效率问题，提出了一种基于冲突检测的无关联规则集匹配算法。本文通过对规则进行分析，确定了规则库中的规则应该符合的五个关系;通过对冲突规则的分类，得到了按照各种冲突的特性进行冲突检测产生的状态图，有助于对防火墙的现有规则库进行重写优化。本文在分析传统的线性顺序规则匹配算法和树形规则匹配算法的基础上，提出一种基于冲突检测的无关联规则集匹配算法，其平均比较次数为O（lg（n）），性能上大大优于现有的算法。

层次化RFID编码解析服务系统的研究与实现5-7

摘要：RFID编码解析服务系统的架构对RFID编码解析服务的性能有着非常重要的影响。本文在深入分析现有的RFID编码解析技术的基础上，通过系统架构、数据存储、缓存机制的设计，实现了一种层次化的RFID编码解析系统。测试结果表明，本系统显著提高了RFID编码解析服务性能，能够高效地提供编码解析服务。

基于攻击图的网络脆弱性量化评估研究8-11

摘要：目前,网络脆弱性量化评估面临的主要挑战之一是识别网络中存在的脆弱性和它们之间的相互关系以及由此产生的潜在威胁，本文提出了一种基于属性攻击图的网络脆弱性量化评估方法。首先对属性攻击图和有效攻击路径进行了形式化定义，在此基础上提出了采用“最大可达概率”指标来度量目标网络中关键属性集合的脆弱性，并设计了最大可达概率计算算法，该算法解决了属性攻击图的含圈路径问题；为解决实际评估中原始数据缺失的问题，提出了“可信度”的概念，它能有效反映缺失数据对评估结果的影响。

任意感知模型的传感器网络覆盖度判定算法12-15

摘要：覆盖问题是无线传感器中的一个基本问题，反映了网络所提供的“感知”服务质量，为解决任意感知模型的无线传感器网络覆盖度判定问题，结合区域封闭性和计算几何的相关知识，本文提出了将复杂的区域覆盖问题转化为易于解决的点覆盖问题。在此基础上，给出了基于覆盖交点集合的判断算法，即找到任意两个传感器感知区域边界线之间以及每个传感器与覆盖区域边界线之间的所有交点，其中位于覆盖区域内或者边界上交点的最小覆盖度即为传感器网络的覆盖度。

基于安全评估的网格动态访问控制研究16-19

摘要：网格具有异构、动态、多域的特点，这给网格的安全研究带来了新的挑战。网格安全基础设施（GSI）解决了网格环境下的安全认证和安全通信，但没有对访问控制问题足够重视。传统的访问控制方法仅仅从访问资源的角度来解决安全问题。主体操作方式的多样性和用户计算环境的异构性导致了网格环境的动态性和不确定性。当这种动态性对访问主体造成影响时就需要改进访问控制方法，要求访问控制系统能够动态适应网格环境的安全状态变化。针对该问题本文提出了在访问控制前加入安全评估模型（SEMFG），由该模型对访问环境和访问主体进行综合评估，监控网格环境和访问主体的行为，并用评估结果动态指导访问控制。

GSM网络优化中接通率的分析20-22

摘要：接通率是衡量GSM网络运行质量重要的指标之一，本文根据 GSM网络优化的基本理论，针对GSM网络中低接通率现象，对影响GSM网络优化中接通率的因素进行了细致的分析与研究，提出了一套有效可行的优化方法，逐个排除故障原因，从而达到了提高接通率、优化GSM网络的目的，并针对提高GSM网络接通率设计开发了GSM网络优化软件。最后,对实例安阳市区GSM网络中存在的低接通率等问题进行了分析及其优化，并证实了优化软件中提高接通率方法的可行性、实效性。

计算机工程与科学杂志计算机体系结构

多核处理器面向低功耗的共享Cache划分方案26-29

摘要：随着多核处理器的发展，片上Cache的容量随之增大，其功耗占整个芯片功耗的比率也越来越大。如何减少Cache的功耗，已成为当今Cache设计的一个热点。本文研究了面向低功耗的多核处理器共享Cache的划分技术（LPCP）。文中提出了Cache划分框架，通过在处理器中加入失效率监控器来动态地收集程序的失效率，然后使用面向低功耗的共享Cache划分算法，计算性能损耗阈值范围内的共享Cache划分策略。我们在一个共享L2 Cache的双核处理器系统中，使用多道程序测试集测试了面向低功耗的Cache划分：在性能损耗阈值为1%和3%的情况中，系统的Cache关闭率分别达到了20.8%和36.9%。

室温单电子晶体管制备进展30-33

摘要：单电子晶体管由于其纳米级的器件尺寸和超低功耗等优点被广泛认为是当前最有应用前景的纳米电子器件之一，实现室温下的正常工作和器件结构的精确控制是其实用化的关键。室温单电子晶体管的主流制备方法为自顶向下工艺和自底向上工艺。自顶向下工艺便于器件集成，但纳米尺度下的制备工艺误差较大，室温单电子晶体管的性质难以稳定；自底向上工艺能够比较容易地制备出室温单电子晶体管，但同样有耦合结构误差较大的问题。在结合自顶向下工艺和自底向上工艺的基础上，引进纳米结构制备的新技术来提高工艺过程的可控性，是下一步室温单电子晶体管制备的研究重点。

大矩阵QR分解的FPGA设计与实现34-37

摘要：大规模QR分解在信号处理、图像处理、计算结构力学等领域有着广泛的应用。大规模矩阵QR分解主要在高性能并行机上进行运算，目前还没有基于FPGA平台的加速实现。本文在分析快速Givens Rotation QR分解算法特征的基础上，提出并实现了一种细粒度并行QR分解算法，并在Altera StratixII FPGA平台上实现可扩展QR分解线性阵列处理器。相对于单处理单元，该阵列处理器可取得近似线性加速比，显示了良好的可扩展性。在100MHz频率下的性能测试结果表明，相对于2.0GHz的Pentium双核通用微处理器，该阵列处理器可取得19倍的加速比。

大规模并行计算机系统硬件故障容错技术综述38-43

摘要：计算机系统的容错是一个不容忽视的问题。近年来，随着系统结构的复杂性增加，半导体制造工艺的发展，线宽的降低以及集成度的提高，从用户桌面系统到分布式计算环境，乃至大规模并行计算机系统，功耗和可靠性问题都很突出。本文首先介绍了计算机系统可靠性和容错技术的基本概念、基本方法和基本思想，然后回顾了近些年来一些具有代表性的硬件故障检测技术和硬件故障恢复技术，其中重点介绍了针对大规模并行计算机系统提出的容错方法。本文还介绍了我们在先前的研究工作中提出的一种优化的故障恢复技术，称为容错并行算法。最后，总结了一些可能的研究方向。

并行计算系统度量指标综述44-48

摘要：系统度量指标的研究一直是并行系统和应用设计的重要问题。本文首先通过对国内外并行计算系统度量指标的分析，将当前并行计算系统度量指标分为单一的计算性能度量指标和多要素综合的高效能度量指标两种。其次，总结了这些度量指标的研究现状，并指出这些度量指标研究中存在的一些问题以及需要考虑的难点。由于并行计算系统正在逐渐从“高性能”走向“高效能”，本文主要考虑当前大规模并行计算系统的可靠性和能耗要素对系统的影响，从系统可扩展角度建立了可靠并行加速比和能耗并行加速比模型，并进一步扩展为度量并行计算系统效能的综合指标模型。最后指出了未来并行计算系统度量的研究方向。

计算机工程与科学杂志图形与图像

一种改进的地图匹配算法及其在移动通信巡检系统中的应用49-53

摘要：巡检系统是对人员设备实施量化和动态管理的现代化手段，是促进企业及生产部门实行科学化和信息化管理的重要步骤,目前在石油行业管线和井位巡查管理、电力行业线路和设备巡查管理和通讯行业线路和设备巡查管理、铁路及安全设备巡查管理等领域都有广泛的应用。结合移动通信巡检工作的实际情况，本文提出了一种改进的基于最短路径的地图匹配（Map Matching）算法。在全球定位系统（GPS）数据的采样时间间隔较长的情况下能较准确地对定位点进行地图匹配，能够绘制出与电子地图道路信息相符的定位轨迹，并在长沙移动基站线路巡视巡检系统中得到实现。

远程定位瞄准系统的设计和实现54-58

摘要：本文针对远程目标的定位瞄准问题，开发了一套以人脸为基点对远程目标进行定位瞄准的自动化系统。将基于Adaboost方法的肤色检测器和人脸检测器应用于系统中，提高定位、瞄准的效率。首先用肤色检测器对被检测视频进行预处理，将肤色区域从背景中分割出来，然后利用人脸检测器对肤色区域进行检测，定位并瞄准人脸目标。实验表明，对正面人脸目标和具有小角度偏转的人脸目标具有较好的检测效果，在300米左右的距离上可以准确地定位、瞄准目标，同时完全满足实时性要求。实际应用中可以减少人工定位、瞄准目标的复杂性，可以用于战场以及解救人质等紧急情况的辅助瞄准。

一种改进的嵌入式小波图像编码算法59-62

摘要：在研究Shapiro提出的嵌入式零树小波编码EZW算法理论的基础之上，针对其效率的不足，本文提出了一种新的嵌入式小波图像编码算法：将子带进行划分，每次扫描只针对重要子带进行，从而避免大量重复扫描，大大减少要扫描和编码的零树的数量。另外，舍弃了增益很小但代价很大的副表重排序。实验证明,该算法简单，节省码流，加速编解码过程，提高了算法的效率而没有损失编码的精度。此外，对近年来出现的一些改进算法进行了分析和研究，并与本文算法作了一定比较。

纹理图像无损隐藏三维DEM数据技术63-65

摘要：本文提出了纹理图像隐藏高程信息来保护三维地形数据的信息隐藏技术。在保持地形形状和起伏特征的前提下，实现了高程数据的极低比特率压缩。应用改进的基于直方图平移的无损隐藏算法将地形数据隐藏到纹理图像中，在恢复过程中，纹理图像可以无损还原。隐藏的高程数据不易察觉，并且可以防止非法提取和恢复数据。

一种改进的非负稀疏编码图像编码方案66-68

摘要：稀疏编码就是对人类等哺乳动物视觉系统主视皮层强大图像编码能力的成功模拟，具有自适应性，且得到的图像基具有空间的局部性、方向性和频域的带通性。在稀疏编码基础上发展而来的非负稀疏编码，克服了特征间的相互抵消现象，编码性能更为优越。而利用经验模态分解技术加入图像结构信息的非负稀疏编码方法，在兼顾非负稀疏编码特性的基础上能更好地体现图像的结构性特征。本文提出了基于图像基的图像压缩方法，把这种改进的非负稀疏编码算法用于图像压缩，在保证较好图像解码质量的情况下，获得了理想的压缩比。

一种基于分块树的手写数学公式结构分析算法69-72

摘要：本文源于一个手写数学公式识别系统，该系统实现了手写数学公式到文本公式的自动转化。文中提出了一种基于分块树的数学公式结构分析方法，该方法首先根据其内部结构特征将数学表达式分解为若干子模块，并采用树型结构对每个子模块内部字符之间的结构关系进行表示，最终形成整个表达式的树型表示。该方法定义了一系列的字符结构属性，将字符及属性值作为结构分析的结果，这些属性值再现了公式的结构特征，并很容易被系统的公式文本显示部分所利用。另外，该方法对传统的字符空间关系类型进行了简化，减小了识别误差，而引入的分块处理方式更加适合具有根式和分式等多层嵌套结构公式的处理，并且具有较强的可扩展性。

针对高清彩色图像的最佳邻域匹配算法并行化研究73-76

摘要：最佳邻域匹配算法是一种优秀的差错掩盖算法，能得到很高的图像恢复质量。但是，该算法计算量大，已很难满足目前图像处理的要求。本文主要针对高清彩色图像，将BNM算法推广到彩色图像，并将该算法并行化。实验表明，在一个4结点的机群系统上，破坏率为15%的条件下，该并行算法的加速比达到7.52，大大提高了原串行BNM算法的效率，并且图像恢复质量没有下降。