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计算机工程与科学 2011年第02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

基于网络编码的分层P2P网络的拓扑感知算法研究1-6

摘要：网络编码是一种可改进网络吞吐率和可靠性的新兴技术。然而,这些优势极大地受制于网络拓扑结构，在P2P网络中尤为如此。通过精确的拓扑感知，可以在吞吐率和可靠性方面帮助改进使用网络编码的系统性能。本文提出了一种新颖的基于网络编码回馈的拓扑感知机制（TANCF）来进行网络拓扑感知。该机制利用层次化网络中节点的回馈来探测信源到节点的可达路径信息,而根据可达路径信息与关联矩阵的密切关系，可构建关联矩阵并优化网络编码系统的参数。在理论分析中，我们推导出了该机制的解码概率方程以及正常运行的可行条件。通过仿真实验，我们进一步验证了该机制的可行性。

基于价格的拥塞控制模型扩展7-11

摘要：基于价格的拥塞控制模型将网络拥塞控制问题抽象为聚合效用最大化的优化问题，已经成为拥塞控制机制设计和分析的一般框架。然而简化的线性模型与现实网络环境有一定差距，不能准确有效地指导新协议的设计与分析。因此,近年来研究人员正试图结合新的技术和应用，扩展完善基于价格的模型，建立更为准确有效的模型来反映现实的网络环境。为了系统地了解该领域研究工作的进展，本文首先简要回顾了基于价格的模型，分析其不足，介绍近年来在模型扩展方面的研究工作，最后指出几个有意义的研究方向。

基于NS2的网络仿真可视化系统的设计与实现12-16

摘要：在网络模拟领域，NS2一直是应用最广泛的软件，但使用难、缺少远程模拟等缺点也局限了其发展。本文针对这些弱点与不足，提出了基于NS2的远程可视化模拟系统的设计方案并给出了实现方法。系统采用Flex和ActionScript编程语言开发客户端，以组件的形式来开发场景库，以分散式的组件自治模式实现了脚本的自动化生成。然后将脚本传入服务器端，通过远程调用服务器端的NS2子进程执行此脚本，同时整合第三方软件库Gawk和Pnuplot，用以分析模拟结果和实现模拟结果的动画显示和曲线描述，让协议研究人员或学生直观且深入地理解网络中的复杂行为，为用户远程学习计算机网络课程提供了良好的实验平台。

基于双子代数理论的网络建模与分析17-22

摘要：本文研究了双子代数尤其是极大代数理论在计算机网络建模与性能分析中的应用。采用极大代数分析了令牌桶的输入输出特性，得到了（b,ρ）令牌桶在极大代数下的状态空间方程组与传输矩阵；提出了基于极大代数的网络演算，定义了极大到达曲线与极大服务曲线，利用这两个概念得出了极大代数下有关延迟以及输出流突发性的定理。最后采用基于极大代数的网络演算对非抢占优先级多路复用以及保证速率服务器两个模型进行了分析，得出了两种模型各自在极大代数网络演算下的服务曲线。本文还把基于极大代数的网络分析方法与基于极小代数的分析方法进行了比较，阐明了基于极大代数方法的优点与适用场合。

基于本体的渗透测试用例复用模型23-26

摘要：为了提高渗透测试团队的工作效率和能力，本文以构件渗透测试知识的本体为基础，建立了渗透测试用例复用模型，在知识的形式化描述、组织和查询方面给出了解决方法，形成了一套切实可行的渗透测试用例复用的解决方案，方便测试团队与测试项目之间共享渗透测试知识。

基于ARM和Linux的DM9000网络接口设计及驱动实现27-31

摘要：DM9000 是目前在嵌入式系统中广泛应用的以太网芯片。本文在深入研究嵌入式系统的基础上，采用ARM920T系列芯片S3C2440和网络接口芯片DM9000接口电路，在Linux操作系统下分析并给出了网络设备驱动功能层抽象设计模板，最终实现了对DM9000网卡接口的驱动，为网络设备驱动开发提供了很好的范例。

一种匿名等级按需可调的分层匿名通信架构32-36

摘要：随着人们对网络安全和个人隐私的日益重视，匿名通信系统的研究得到了迅速发展。但是，以往匿名通信系统的研究主要关注于如何提高匿名性，而在如何提高系统的可用性上研究较少。本文提出一种新颖的匿名通信架构（ALHACF），该架构可由用户按照自身应用需求选定一个匿名等级，然后根据该匿名等级来决定采用链路长度和中间路由节点的集合。本文对ALHACF的匿名性和通信性能进行了对比分析，结果表明：该架构继承了HLLACF的抗多种攻击性的优点，可以保持较好的匿名性，并能极大地提高通信性能。

复杂网络的演化及其在Internet负载平衡中的应用研究37-41

摘要：本文总结了复杂网络结构特性的一些研究成果,并对将来应用结构特性研究Internet负载平衡问题做了展望。对复杂网络的Internet结构演化进行总结，AS级的自治域网络出口一般只有一个到几个，每个集团到互联网的最短路径的路由必然落在长程联接，长程联接上介数最大即负载最重;提出了有待解决的关于Internet局域世界的长程联接负载平衡机制建模问题，对介数和网络中长程联接的负载平衡问题进行讨论，并针对该问题的缺陷做出了分析;研究了具有局域世界性质网络的多路径流量负载平衡算法和工程技术实现。

基于IEEE1588协议的精确时钟同步算法改进42-45

摘要：在工业控制领域，时钟同步精度是影响工业以太网实时性的一个重要因素。为了满足工业以太网对时钟同步的高精度要求，本文对IEEE1588精确时间同步协议进行了研究，阐述了该算法实现高精度同步的原理，并针对以太网通讯路径不对称的情况，提出了一种同步改进算法，通过对同步延迟计算进行加权修正，提高了时钟同步精度。最后，在自行设计的测试系统中进行了测试，测试结果表明，改进算法有效提高了路径不对称条件下的时钟同步精度。

计算机工程与科学杂志计算机体系结构

Cell处理器上的软件Cache研究46-50

摘要：为了提高Cell处理器对共享数据访问的性能，本文设计并实现了一个能够支持释放一致性存储模型的软件Cache。实验结果表明,该软件Cache能够大大缩短SPE对系统主存中共享数据的访问时间开销，提高Cell处理器上OpenMP程序的并行性能。

非一致Cache体系结构技术综述51-60

摘要：存储墙问题使得Cache技术的研究始终非常重要。面对日益增长的片上Cache容量，线延迟逐渐成为制约Cache设计的重要因素。为了提供统一的访问延迟，传统的Cache设计方法不得不迁就离处理器最远的Cache Bank的访问时间。为此，研究人员提出了一种非一致Cache结构（NUCA），NUCA几乎成为未来处理器中大容量Cache设计的一种趋势。处理器访问NUCA时，如果在离处理器较近的Bank中发生命中，处理器的等待时间就较短；如果在离处理器较远的Bank中发生命中，处理器的等待时间就较长。本文综述了NUCA技术产生的原因、发展，以及当前最典型的NUCA系统；并且指出了对NUCA技术研究有借鉴的两种多机存储系统技术——NUMA和COMA；最后，提出了NUCA技术研究的关键问题，并给出了相应的解决思路。

2011年全国理论计算机科学学术年会征文通知60-60

摘要：由中国计算机学会主办、武汉大学计算机学院与软件工程国家重点实验室承办的“2011年全国理论计算机科学学术年会”将于2011年10月在湖北省武汉市召开。本次年会录用的论文将在《武汉大学学报》（中英文版）、《计算机工程与科学》等刊物的正刊上发表。会议将推荐优秀论文到《计算机学报》的正刊上发表。欢迎大家积极投稿。有关征文要求通知如下：

2~5GHz 0.18μm CMOS宽带低噪声放大器设计61-64

摘要：本文设计实现了一个2~5GHz的两级CMOS低噪声放大器（LNA），可应用在超宽带的下半频段（3.1~5GHz）。LNA由两级组成，第一级是一个共栅级，保持良好的线性度并完成较好的输入匹配；第二级是一个共源级堆叠一个电流源，在保持低噪声系数的同时降低功耗。通过级联共栅和共源结构进行增益补偿，所设计的LNA具有近似恒定的增益和噪声系数。采用0.18μm CMOS工艺实现后，模拟结果表明，增益和噪声系数在2~5GHz频率范围内分别为11.5dB和5.1dB，输入反射系数低于-22dB。在4GHz时，模拟得到的三阶交调点为-10dBm。在1.8V电源电压下，LNA的功耗约为11mW。

基于排队网络的异步非线性流水线性能分析65-69

摘要：异步电路设计方法是现在集成电路研究的热点，得到越来越多的研究人员的关注。在异步电路设计过程中对异步流水线进行性能分析对异步电路的设计过程有着重要的指导意义，但现阶段缺乏有效的方法对异步流水线（尤其是复杂的非线性流水线）进行性能分析。而排队网络是一种能直观地对异步流水线进行建模的数学工具，但排队网络（尤其是复杂的非线性排队网络）的分析求解十分困难。本文提出了一种采用带Fork和Join的阻塞排队网络对异步流水线进行建模，采用其排队网络模型的平均周期作为异步电路的性能评价指标，并通过将其转化为等价的随机标记图对其平均周期进行分析，并给出了其平均周期的上限和下限。

异质栅类MOS碳纳米场效应管中量子电容的影响70-74

摘要：本研究小组提出的基于异质栅类MOS碳纳米场效应管器件设计结构不仅能增大开关电流比、调节阈值电压、降低器件功耗，而且还能有效消除传统类MOS碳纳米场效应管的双极性传输特性。但是，作为典型的低维系统，该新型器件设计不可避免地受到量子电容的影响。本文在分析其工作原理的基础上首次研究了量子电容对其传输特性的影响。研究结果表明，量子电容不仅能增大该新型器件的关断电流、减小开关电流比，而且还能破坏其单极性传输特性，给其在电路中的应用带来负面影响。本文最后给出了几点减少量子电容影响的建议。

锁相环电路中压控振荡器的SET响应研究75-79

摘要：空间辐射环境中的锁相环在SET作用下，将产生频率或相位偏差，甚至导致振荡中止，造成通信或功能中断。压控振荡器是锁相环中的关键电路，也是对SET最为敏感的部件之一。本文基于工艺校准的器件模型，采用TCAD混合模拟的方法，针对180nm体硅CMOS工艺下高频锁相环中的压控振荡器，研究了偏置条件、入射粒子的能量以及温度对压控振荡器SET响应的影响，通过分析失效机理，以指导抗辐照压控振荡器的设计。研究结果表明，当器件工作在截止区时，入射粒子引起压控振荡器输出时钟的最大相位差最小；压控振荡器的输出时钟错误脉冲数随着入射粒子LET的增加而线性增加；随着器件工作温度的升高，轰击粒子引起压控振荡器输出时钟的最大相位差也是增大的。

可记忆电阻器及其应用展望综述80-85

摘要：可记忆电阻器，本文简称为忆阻器，能够不需要功率源而储存信息，是一种纳米尺寸的器件，它于1971年被Leon Chua作为一种“丢失的电路元件”提出，2008年被惠普实验室研究人员Williams R S等证明的确存在，成为电路理论里电阻器、电容器和电感器以外的第四个基本电路元件，极有可能引领电子学的一次重要变革。本文回顾了忆阻器的概念和数学定义，重点介绍了惠普实验室的Pt／TiO2／Pt三明治结构的忆阻器薄膜器件模型和忆阻器元件某些值得关注的特性，如滞回曲线特性，最后探讨了可记忆元件在纳米级器件领域的应用前景和研究方向。

计算机工程与科学杂志算法研究

基于近似梯度的宇宙大爆炸搜索算法86-91

摘要：通过模拟宇宙大爆炸过程构造一种新型智能优化算法——宇宙大爆炸搜索BBS算法。受经典最优化理论启发，提出“近似梯度”概念并构造“近似梯度爆炸”算子，得到基于“近似梯度”的宇宙大爆炸搜索算法AGBBS。AGBBS保留了基本BBS算法把候选解分布的均匀性和随机性相结合的优良特性，且充分利用了爆炸碎片的信息，提高了算法的搜索能力；通过改进一些启发性算子，提高了算法的收敛性和解的精度。通过对12个Benchmark标准函数的测试及与其他算法对比，验证了该算法的有效性和改进算法的鲁棒性。