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计算机工程与科学 2011年第11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

面向流媒体传输的Edge—to—Edge网络体系结构1-9

摘要：随着网络技术的发展，互联网研究从单纯的数据交换转移到应用服务。传统的端到端网络体系结构存在许多缺陷，如缺乏资源可控性、无法保证Qos等，不适合传输海量流媒体数据。P2P等应用虽然缓解了服务器的压力，但损害了ISP的利益。本文提出面向流媒体应用的Edge—to—Edge网络体系结构，通过将核心网络和边缘网络隔离，在边缘网络节点中增加存储和计算能力来提高网络性能。分析了构建这种网络体系结构的关键技术。模拟结果表明，Edge—to—Edge网络体系结构能有效减少用户启动延时，极大减少核心网络带宽。

基于改进分簇算法的网络流量识别方法10-14

摘要：网络流量相关应用的自动检测对于网络安全和流量管理来说非常重要。但是，由于Peer—to—Peer（P2P）、V01P等网络新应用使用动态端口、伪装和加密流等技术，使得基于端口匹配和数据包特征字段分析等识别方法在识别这些应用时存在一定的难度。不少研究工作提出了分簇算法进行流量识别，但现有的分簇算法在簇中心和簇数目的选择上存在一定缺陷。本文首先使用基于Weighting D2算法对初始化簇中心选择进行改进，通过NMI值来确定簇的数目，得到改进的分簇算法，并提出一种基于该算法的应用层流量识别方法。对于应用层流量，尤其是P2P应用识别实验结果表明，该方法能达到90％以上的识别率以及较低的误识别率和漏识别率。

基于加权质心的无线传感器网络移动节点定位算法15-19

摘要：提出一种基于加权质心的无线传感器网络移动节点定位算法（WCentriod—M），使其较好地适用于无线传感器网络移动节点定位。算法将采样时间分成若干个时间窗，在节点运动时维护一个过去记录，基于这些历史记录来选择信标节点。利用未知节点接受到的信标节点信号强度的比值作为加权因子，在定位的过程中考虑信标节点的权重。仿真实验表明，该算法具有计算简单、节点能量消耗小、定位精度较高等特点。

一种基于可信计算的NFC认证模型20-26

摘要：针对NFC设备进行移动支付时产生的用户隐私保护问题，本文提出了一个NFC设备认证模型，采用直接匿名认证方案实现了移动平台和服务提供商的双向认证。分析表明，颁布者对服务提供商的资格认证以及移动平台对服务提供商证书的认证能够防止恶意服务提供商的攻击，并且该方案可在不泄漏移动平台配置信息和平台身份信息的前提下，实现移动平台的可信认证。更重要的是，本协议可在用户身份匿名的情形下借助颁布者实现对用户个人账户的鉴别。

第三届中国卫星导航学术年会（CSNC2012）征文通知（第1号通知）26-26

摘要：中国卫星导航学术年会（China Satellite Navigation Conference，CSNC）是一个开放的学术交流平台。旨在加强学术创新，促进卫星导航系统的合作与交流；加强技术创新，促进卫星导航系统的工程建设；加强理论创新，促进卫星导航理论进步；加强应用创新，促进卫星导航产业的科学发展。

基于动态许可证的无第三方数字版权安全协议27-31

摘要：本文提出了一种无第三方可信中心参与的数字版权安全协议。该协议采用数字内容和许可证各自单独封装、独立分发的方式，去掉传统DRM中的第三方，提高用户与服务器的交互效率。联机服务器注册、验证许可证，实现了数字产品动态分配许可权。协议交互中通过加密和数字签名保证分布式环境下数据的安全性和完整性。许可证采用自动销毁与更新的技术，保证版权免受克隆攻击和共谋攻击。

对一个认证密钥协商协议的分析与改进32-35

摘要：认证密钥协商协议是一种重要的安全协议，然而设计安全的此类协议却是十分困难的。本文分析了陈铁明等人于2008年提出的一个认证密钥协商协议，指出该协议不能抵抗密钥泄露伪装攻击。首先给出了具体攻击方法，然后在原有协议的基础上提出了一个新的改进协议，最后对改进协议的安全性质进行了分析。分析表明，改进协议满足较高的安全性，提供了已知密钥安全、完善前向安全、抗密钥泄露伪装攻击、未知密钥共享以及无密钥控制等安全属性，并且改进协议在计算效率和安全性方面取得了较好平衡，更加适合实际网络通信需要。

多站点协同服务的广义模型及其应用36-39

摘要：针对互联网环境下跨组织、跨部门、跨区域的网上协同应用需求，本文提出了多站点协同服务的广义模型，且基于该模型设计开发了相应的支撑框架，并给出了构建多站点协同服务环境及其服务体系的相关原则和规约。实例表明，该模型及其支撑框架可有效解决电子政务建设过程中面临的跨多站点业务衔接和信息共享问题。

计算机工程与科学杂志计算机体系结构

面向粗粒度数据流网络处理器的混合定制硬件加速40-47

摘要：本文针对控制流网络处理器固定拓扑结构的限制及指令集并行性开发的不足，将粗粒度数据流设计思想引入到网络处理器体系结构设计中，提出了一种新型粗粒度数据流网络处理器体系结构-DynaNP。DynaNP利用处理引擎（PE）内控制流执行方式获得较高的可编程性，还利用PE间数据流执行方式开发了报文处理中的任务级并行性。为了进一步提高DynaNP的系统流量，面向DynaNP的多核及数据流特性，设计了混合定制硬件加速机制，并详细介绍了实现混合定制硬件加速的关键技术，通过提供统一的混合定制硬件加速接口，可以支持定制指令和协处理器两种典型硬件加速器。

《计算机工程与科学》征文通知47-47

摘要：《计算机工程与科学》是由国防科技大学计算机学院主办的中国计算机学会会刊，是国内外公开发行的计算机类综合性学术刊物，现为月刊。本刊欢迎关于计算机科学理论、计算机组织与系统结构、计算机软件、计算机应用、计算机器件设备与工艺等学科领域方面的来稿。学术论文、技术报告、综述评论、发展动态等形式不限。

基于面向方面编程的硬件设计空间搜索方法48-53

摘要：作为面向对象程序设计语言后继的新一代编程语言，面向方面程序设计语言早先主要应用于软件设计领域。基于AspecC＋＋和SystemC，本文提出了一种新的在系统层次构建硬件模块原型的方法。该方法可以用于硬件系统的快速设计空间搜索。本文以一个32位加法器的例子显示了该方法的有效性。

异构系统的异步应用级Checkpointing技术54-59

摘要：应用级checkpointing技术是同构系统上最为常用和成熟的容错技术，但在异构系统下的应用还处于起步阶段，还没有一套严谨合理的针对异构系统架构和故障模型特点的实现方案和配置方法。针对这一现况，本文基于CUDA异构系统的体系结构和编程模型，对CUDA程序在CPU和GPU上的执行模式进行分析，提出了一种面向异构系统应用级checkpointing技术的异步执行机制，并基于这一机制对异构系统的检查点优化设置问题进行讨论，设计了一套优化方案。最后在cUDA平台下通过三个实例验证了这一技术的可行性和实用性，并进行了性能评估。结果表明，这种面向CPU—GPU的异构系统的应用级checkpointing异步执行机制是行之有效的，相比CPU—GPU同步执行的checkpointing机制在设置上更为灵活，优化空间更大。而本文基于这一机制所提出的检查点优化设置方法也有效地减少了check—pointing的开销，从而获得了更高的容错性能。

基于3DMesh结构的一种静态路由算法60-64

摘要：3DNoC在同构多核系统中相比2DNoC具有更为优越的性能。本文在研究3DMesh结构的基础上，对拓扑结构中的平均延时和理想吞吐量进行了理论上的评估，并提出了一种基于3DMesh的新的静态路由算法，最后运用NS2网络仿真软件对其进行仿真和比较。实验结果显示，新的路由算法可以有效地提高吞吐量，并在大规模数据传输时不容易造成阻塞，表现了较好的性能。

GRAPES模式中Helmhothz方程两种求解方法的对比研究65-70

摘要：GRAPES是中国气象局自主研发的一个全球／区域分析预报系统。其模式计算方程组经过离散化之后，积分求解过程最终归结为对一个椭圆方程或Helmholtz（赫姆霍兹）方程的求解，这个求解是整个动力框架计算的核心。在目前GRAPES全球模式的准业务计算中，对于分辨率为0．5。的系统，Helmholtz方程的求解时间占到了整个模式计算时间的三分之一强。而且随着未来高分辨率模式的进一步加细，以及模式计算精度的提高，方程求解计算总量更是呈指数式增长。为此，本文分析了GRAPES模式中求解Helmholtz方程所采用的广义共轭余差法（GCR），并对比给出了利用PETSC函数库中提供的GMRES方法求解Helmholtz方程的一些初步测试结果。结果表明，采用高精度的GMRES方法可以减少模式预报偏差，改善模式预报准确度，在大规模并行计算时具有更好的可扩展性能。

计算机工程与科学杂志高性能计算与智能算法

代谢计算在分子稳定性分析中的应用71-74

摘要：本文总结了人工代谢算法当前的主要应用领域，分析了信息技术在分子模拟分析中的发展趋势，给出了应用于分子稳定性分析时的代谢计算编码设计模式。并以几种常见分子为例，基于代谢计算分析了物质的稳定性。分析结果表明了该方法的可行性和有效性。

公交车辆优化调度问题及其单亲遗传算法75-79

摘要：公交调度问题是一个典型的组合优化问题。本文结合我国城市公交常用调度模式，兼顾企业利益和乘客利益，建立了以企业收益满意度、乘客候车满意度为目标的公交线路发车频率优化模型，同时设计了一种求解该模型的单亲遗传算法。该算法在个体繁殖过程中引入随机变异步长并且增加中间子群体的迁移、重插入等操作。最后通过具体实例进行验证，仿真结果证实了算法的有效性。

双向主从式Chord资源搜索算法的研究80-83

摘要：Chord是一种结构化的P2P网络模型，它具有速度快、无需中心控制、可扩展性强、负载平衡、高容错性能等优点。但是，Chord查找算法为单向查找，当目的节点与当前节点距离较远时，需经多次跳转，增加了路由延迟；Chord中能力较弱的节点来负责系统中大量的查询和下载，以及节点随时加入或离开系统的频繁变迁情况，这样会造成网络查询效率明显下降。改进的算法即双向主从式Chord算法支持双向搜索，并将网络中的节点分为超级节点和普通节点，由评估结果值较高的超级节点组成Chord主环。通过实验证明，改进算法有效地减少了路由跳数，降低了网络延迟。

蜂群算法解决集聚约束调度问题84-88

摘要：为满足真实调度环境中常见的集聚约束问题，本文提出以蜂群优化为基础的调度算法，形成个性化调度方案。算法通过模仿蜂群的“觅食”和“舞蹈”行为实现寻优操作，通过赋予蜜蜂不同的“信念”实现种群的多样化，通过将集聚约束以社会规范的形式融合到蜜蜂觅食过程中满足用户对调度的个性化要求，通过蜜蜂在舞蹈过程中展示行走路径和选择参考路径实现蜂群“经验”共享。对若干标准算例的测试结果及与其它算法的比较验证了本文算法的有效性。