计算机工程与科学杂志社
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计算机工程与科学杂志

《计算机工程与科学》杂志在全国影响力巨大,创刊于1973年,公开发行的月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:计算机网络、神经网络、仿真技术研究、人工智能、研究与实现等。
  • 主管单位:国防科技大学
  • 主办单位:国防科技大学计算机学院
  • 国际刊号:1007-130X
  • 国内刊号:43-1258/TP
  • 出版地方:湖南
  • 邮发代号:42-153
  • 创刊时间:1973
  • 发行周期:月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:0.79
  • 综合影响因子:0.292
相关期刊
服务介绍

计算机工程与科学 2012年第07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

提供分级接入控制机制的聚合组密钥协商算法

摘要:高效并能实时更新密钥的组密钥协商算法是保证无线自组织网络通信内容安全性和私密性的前提。本文针对成员对多个资源拥有不同接入权限的情况,将集中式分级接入控制机制中的密钥管理算法应用于无线自组织网络中,提出了聚合组密钥协商算法IGK。对密钥建立时的计算开销和通信开销的理论分析表明,聚合组密钥协商算法在密钥建立时要优于单组密钥协商算法。
1-5

车载自组网中一种支持群签名认证的分布式密钥管理方案

摘要:群签名具备良好的匿名认证特性,满足车载自组网信息安全和隐私保护需求。但是,其作废开销较大,不适于在大规模网络环境中应用。为此,本文提出了一种支持群签名认证的分布式密钥管理方案DKM,将车载自组网的覆盖区域划分为若干子区域,车辆周期性地从所在子区域的群管理机构更新群密钥。这样,作废某个成员只需要在其拥有合法密钥的子区域内通告,而不是整个网络,有利于降低作废开销。同时,DKM中的密钥更新机制能够保证车辆的群密钥的私密性,从而避免了车辆与区域群管理机构的授权争议,保持了数字签名的不可否认性。性能分析表明DKM能够显著缩短作废列表长度,同时没有增加认证开销。
6-11

无线传感器网络中基于能量效率的多路径路由算法

摘要:针对无线传感器网络节点能量受限的特点,本文提出了一种能量有效、负载均衡的多路径路由算法(EMR)。该算法在按需路由协议AODV基础上,不单纯以最小跳数或者最小时延作为路由选择依据,充分考虑到了路由的能量消耗最小化,避开剩余能量过低的节点,数据沿着最小跳数或路径关键能量比较高的路径传输,降低了网络的能量消耗,也避免关键节点的过量负载。分析与仿真结果表明,与AODV协议相比较,EMR具有更好的分组投递率、端到端时延,推迟了网络中出现死亡节点的时间,从而延长了网络生命周期。
12-17

无线公交车载网络切换机制研究

摘要:为公交车乘客提供高质量的Internet服务可以让其在乘车过程中享受娱乐及工作,进而大大提高乘客的生活质量。基于此,本文针对公交车载网络的切换问题进行研究。首先提出一种改进的公交车载网络结构,进而提出一种基于数据传输速率的切换触发机制。该机制可以准确触发切换,减少切换开销,改进通信稳定性。针对公交站点存在多个访问点的切换场景,本文进一步提出一种合适的切换策略-M-Handoff。M-Handoff以负载均衡为目标进行访问点选择,同时可以保证各个已连接的公交车辆的平均吞吐率。仿真实验表明,与传统方法相比,以上机制可以较好地提高系统性能,能更好地适于公交车载通信。
18-23

改进的字节频度负载异常入侵检测方法

摘要:数据集内容的特性对基于负载的网络异常入侵检测系统准确度有很大影响。本文分析了训练集数据包之间的内容特性差异对基于字节频度分布的模型的影响,较大的差异可能会导致分组计算频度均值的模型产生较高的误报率。本文据此提出了一种改进的模型—单包频度分布模型,以单个数据包的频度分布特征构成正常行为集,并以聚类方法控制其规模。在模拟数据集和DARPA99数据集上的实验表明,训练集数据包内容特性的差异确实导致基于均值的字节频度模型产生更多的误报,单包频度分布模型则不受影响,它有更高的检测准确度,在同等检测率下误报率更低。在数据包相互完全不同的情况下,基于均值的模型甚至失效。可认为单包频度分布模型对具有丰富动态内容的网络服务将有良好的适应能力。
24-28

FISDR:一种新的故障注入无线传感器网络性能评估系统

摘要:在无线传感器网络WSN中,可靠性和容错性是评价WSN稳定性的重要指标。在WSN的实际应用中常会发生很多故障(Fault)和干扰,采用故障注入FI技术可以向WSN人为地注入这些故障和干扰,通过观察注入故障后网络的反应来评价网络的可靠性和容错性,从而对网络机制进行改进来提高网络的可靠性和稳定性。本文提出的FISDR是一种采用故障注入的WSN性能评估系统,基于软件故障注入方法,采用一对一的方式通过特殊接口与WSN节点连接,向WSN节点注入故障命令。该系统一是可以有效地向WSN注入各种实际应用时可能遇到的故障和干扰并观察网络运行的状况;二是可以接收包括WSN节点和其它各种设备通过特殊接口发来的数据,并将其存储;三是配有上位机软件对网络拓扑结构进行监控、对传输成功率进行统计并对存储的大量信息进行分析,从而对WSN网络及其可靠性做出评价。本系统在一栋五层办公楼分别用数十个WSN节点和FISDR节点做实验,实验内容包括使用FISDR向WSN注入大规模的故障并统计网络的反应状况,验证FISDR故障注入的效果,从而对FISDR的性能进行测试和分析。实验结果表明,FISDR可以有效地向WSN注入各种故障以评价其可靠性,在测试WSN及其可靠性评价方面有很高的应用价值。
29-34

WRR算法在多类别实时数据流调度中的优化

摘要:随着融合型网络的发展,服务质量(包括可用带宽、端到端的时延、抖动和丢包率)对一些实时数据流应用(语音流、视频流等)越来越重要。由于传统的WRR算法只能满足各个应用队列的公平性要求,而不能保证多类别实时数据的低时延和低抖动性要求,所以本文在WRR算法的基础上提出了BSTL-RR调度算法,此算法运用了二层循环和借用时隙的两个思想。BSTLRR调度算法不仅在调度低时延和低抖动的多类别实时数据流帧方面要优于WRR调度算法,而且在一定程度上也保证了各优先级队列调度上的公平性。
35-38

网络态势感知中的报警记录觉察研究

摘要:网络态势感知中的报警觉察在处理粒度、规模、目标等方面均不同于传统入侵检测中的报警分析,更加侧重于人的理解。本文在现有基于相似度报警分析方法的基础上设计了一种"基于相似度的宏观网络报警觉察算法",重新定义了报警属性相似度,将"优序对比法"引入属性权重设定,最后提出以"人的瞬时理解力"为依据的阈值选择方案。实验显示该方法能帮助网络管理人员从整体上把握网络异常的时间、范围、类型,理解网络的态势。
39-45
计算机工程与科学杂志计算机体系结构

事务存储:具有容错特性的并发控制机制

摘要:随着多核处理器的发展,开发线程级并行成为提升应用程序执行性能的必要手段,这使得事务存储作为一种具有良好支持线程级并行前景的并行编程机制受到越来越多的关注。本文首先从事务存储系统的冲突检测机制和数据版本管理机制的角度对事务存储系统进行了分类;然后总结综述了目前主要的事务存储系统的实现方式;最后从容错的角度重新审视了事务存储,我们认为事务存储本身具有良好的容错特性,可以自然地与一些主要的容错技术结合,实现高效的故障隔离、检测及恢复。
46-53

《计算机工程与科学》征文通知

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。来稿论文必须未发表、未投到其他会议或期刊。来稿要求和注意事项:(1)主题明确、文字精练、语句通顺、数据可靠。
53-53

多核处理器中混合分布式共享存储空间的实时划分技术

摘要:在多核处理器芯片中,分布式共享存储DSM虽然提供了统一的全局寻址的存储空间,但却引入了虚地址向实地址转换的开销,这对性能产生了负面的影响。我们注意到,在并行程序的执行过程中,被处理的数据属性(私有或共享)并不是一成不变的。并行程序中不同的数据具有不同的属性,即使同一数据在程序的不同执行阶段也可能具有不同的属性。本文首先详细地阐述了一种混合式的分布式共享存储空间,支持对共享数据采用全局寻址的虚地址访问而对私有数据采用快速寻址的实地址访问;进而提出了一种针对混合式的分布式共享存储空间的实时划分技术。该技术根据并行程序中数据的属性,在程序运行时,实时地调整和划分分布式共享存储空间。当数据为私有时,通过实地址访问加快数据的访问速度,当数据为共享时则维持虚地址访问,从而减少整个并行程序运行过程中的地址转换开销,提高系统的性能。实际应用程序的实验结果表明,与传统的分布式共享存储空间相比,实时划分的混合式的分布式共享存储空间具有性能优势,性能的提升比例与具体的网络规模、计算规模、并行程序映射方式等有关。在我们的实验中,性能的提升比例最高为13.14%,最低为6.98%。
54-59

一种基于块匹配算法的SAD运算加速器

摘要:基于块匹配算法的运动估计是图像和视频应用中的关键技术。SAD运算是运动估计中最主要的运算形式,具有极高的计算复杂度和传输带宽需求。本文提出了一种可配置的SAD运算加速器结构,采用一个16×1规模的PE阵列和一个加法树结构加速SAD运算的执行。本文将PE阵列和加法树结构的流水线进行细致划分,有效提高了工作频率。加速器采用DMA事件机制,大部分的数据传输可以与SAD计算并行进行,减少了数据传输延迟引起的性能下降。实验结果显示,搜索16×16大小的搜索窗口,本文结构只需要4102个周期。基于SMIC0.13μm的CMOS标准单元工艺对本文结构进行综合,最高工作频率可达到750MHz,面积约为16.8k门和3.5KB的片上存储器。
60-64

“腾越-Ⅱ”嵌入式异步微处理器的设计与实现

摘要:嵌入式系统对处理器功耗开销有严格的限制,异步电路技术可以作为设计低功耗处理器的有效方法之一。针对嵌入式多媒体应用,本文设计实现了一款低功耗异步微处理器——腾越-Ⅱ。处理器中包含一个异步TTA微处理器内核、一个同步TTA微处理器内核、两个存储控制器和多个外部通信接口。异步内核通过基于宏单元的异步电路设计方法实现,其它部分通过基于标准单元的半定制设计流程实现。处理器芯片采用UMC0.18μmCMOS工艺实现,基片面积为4.89×4.89mm2,工作电压为1.8V。经测试,处理器工作主频达到200MHz,且异步内核的功耗开销低于同步内核的50%。
65-70

一种面向自动向量化和数据置换操作的中间表示

摘要:在现有的SIMD程序设计中,编译器或程序员都需要借助置换指令对参与运算的向量操作数进行重新组织,才能符合SIMD指令的要求。这些置换指令带来了较大的性能损失。本文提出了一种新的中间表示,它能够完整地记录标量和向量操作数的存储地址信息,使得置换指令的产生尽可能地推后,减少了冗余置换指令的产生。利用这种中间表示实现了一种数据置换操作的优化算法,它能够有效地减少置换指令带来的性能损失。面向一组典型的多媒体程序进行测试的结果表明,本文提出的方法可以平均获得7%的性能加速。
71-77
计算机工程与科学杂志高性能计算

基于CUDA编程模型的稀疏对角矩阵向量乘优化

摘要:稀疏矩阵向量乘是很多科学计算问题中的核心问题。本文针对稀疏对角矩阵,在DIA存储格式的基础上,设计了一种新型压缩存储格式CDIA,结合CUDA编程模型的特点,在计算线程上进行了细粒度的任务分配,同时为满足CUDA对存储器的合并访问要求,将压缩矩阵做了相应的转置处理,设计了细粒度算法与程序,并根据稀疏矩阵向量乘特点,做了相应的程序优化。实验数据显示,这种存储格式能够很好地发挥CUDA在数据处理方面的优势,在测试数据中,最高获得了单精度39.6Gflop/s和双精度19.6Gflop/s的浮点计算性能,性能在Nathan Bell和Michael Garland的基础上分别提高了7.6%和17.4%。
78-83

2012CCF中国计算机大会征文通知

摘要:第九届CCF中国计算机大会(2012 CCF China National Computer Congress,CCF CNCC2012)将于2012年10月18-20日在大连世博广场举行,承办单位为大连大学。CCF CNCC是由中国计算机学会2003年创建的系列性学术会议,已在不同的城市成功举办八届,现每年一次。CCF CNCC旨在探讨计算机及相关领域最新进展和宏观发展趋势,展示中国学术界、企业界最重要的学术、技术事件和成果,使不同领域的专业人士能够获得探讨的机会并获得所需信息。CCF CNCC2012将有约2000人到会,有逾100项成果进行展览展示,是中国计算机界的又一次盛会。
83-83

GPU上循环矩阵的快速求逆算法

摘要:循环矩阵是一种特殊类型的Toeplitz矩阵,在很多专业领域尤其是图像和数字信号处理中有广泛的应用。计算其逆矩阵的快速算法由三个步骤组成:(1)使用离散傅立叶变换将矩阵的第一行元素转换到频率空间;(2)计算转换后的频谱中每个幅度的倒数;(3)在调整过的频谱上施加傅立叶反变换,获得逆矩阵的第一行元素,从而构建原始循环矩阵的逆矩阵。此算法的特点是每个数据元素的计算过程完全相同,同时独立于其它元素的计算,因而非常适合在GPU上运行。本文在GPU上实现了上述循环矩阵求逆的快速算法,将其转换为一个正方形的图形绘制。实验结果表明,该算法在GPU上的运行速度比在CPU上提高了大约10倍。
84-88
计算机工程与科学杂志软件工程

基于描述逻辑的OntoUML模型的形式化表示

摘要:将形式本体理论应用于UML语言的改进是UML的形式化研究的主要方法之一,其中On-toUML是一个概念上完整、语义上清晰和更具本体意义的UML版本。虽然OntoUML基于本体对UML进行了扩充,提供了更为丰富,更能表达现实世界语义的建模原语,但其表达方式不利于在信息系统的设计与开发中应用。本文基于描述逻辑对OntoUML中的关键建模原语及其关系给出了SHIQ形式化表示方法,并进行了实例研究。该方法表达精练、语义清晰,不仅能够表达逻辑清晰的模型,而且保证模型能够正确反映领域事实。这种形式化方法为信息系统概念建模方法提供了理论和应用支撑,在一定程度上推动了OntoUML更为广泛的应用。
89-92