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 2016年第02期杂志 文档列表

计算机工程与科学杂志高性能计算

分区内存体系结构片选指令优化方法

摘要:在分区内存体系结构中,如何尽可能少地插入片选指令是研究的热点。根据该问题的特点,构建了片选优化的图划分模型,并在该模型的基础上,提出了一种二阶段启发式搜索算法求解该问题。该算法首先根据节点自身的大小与图中分区大小快速获得一个初始可行解,然后在该可行解基础上利用节点之间边的权值和分区之间的权值作为启发式参数,搜索更优的解。通过对MiBench用例集和实际嵌入式系统的测试,验证了该模型及相应启发式算法的有效性,相对于VPAB算法,平均优化率达到37.99%,略优于成熟的商用编译器PICC,大幅度减少了片选指令的数量。
195-201

基于HYB格式稀疏矩阵与向量乘在CPU+GPU异构系统中的实现与优化

摘要:稀疏矩阵与向量相乘SpMV是求解稀疏线性系统中的一个重要问题,但是由于非零元素的稀疏性,计算密度较低,造成计算效率不高。针对稀疏矩阵存在的一些不规则性,利用混合存储格式来进行SpMV计算,能够提高对稀疏矩阵的压缩效率,并扩大其适应范围。HYB是一种广泛使用的混合压缩格式,其性能较为稳定。而随着GPU并行计算得到普遍应用以及CPU日趋多核化,因此利用GPU和多核CPU构建异构并行计算系统得到了普遍的认可。针对稀疏矩阵的HYB存储格式中的ELL和COO存储特征,把两部分数据分别分割到CPU和GPU进行协同并行计算,既能充分利用CPU和GPU的计算资源,又能够发挥CPU和GPU的计算特性,从而提高了计算资源的利用效能。在分析CPU+GPU异构计算模式的特征的基础上,对混合格式的数据分割和共享方面进行优化,能够较好地发挥在异构计算环境的优势,提高计算性能。
202-209

基于Hadoop的可视化DeepWeb采集平台设计

摘要:随着信息技术的发展,互联网信息资源变得越来越丰富,大数据技术的发展使得我们能够从互联网复杂的信息数据中获得相应的知识。这其中最基本的技术就是大数据采集技术,它使我们能够将互联网数据快速采集下来并结构化存储。设计的基于Hadoop的可视化Deepweb采集平台是一种简单易操作的高效深度采集平台,运用Webkit技术作为核心引擎实现可视化配置和深度采集功能,同时通过优化采集算法,调整Hadoop任务分配策略提升效率。实验结果表明,设计的数据采集平台获得了较好的效果。
217-223

栅元有效共振积分的CUDA算法设计与实现

摘要:核反应堆中需要实时精确地计算堆芯和增殖材料的有效共振积分或群截面来实现反应堆的安全控制。整个计算过程因为涉及大量的积分运算和庞大的核素截面数据,采用常规的计算方法,计算时耗相当大。基于统一计算设备架构(CUDA)平台,利用图形处理器(GPU)的计算能力,对整个计算过程进行并行化分解,多线程同时运算,大幅度提升计算速度,降低时耗。实验结果表明,在GPU上并行计算所得结果与原始数据没有明显差异,且加速效果显著。
224-230

基于Hadoop平台的LDA算法的并行化实现

摘要:随着互联网的飞速发展,需要处理的数据量不断增加,在互联网数据挖掘领域中传统的单机文本聚类算法无法满足海量数据处理的要求,针对在单机情况下,传统LDA算法无法分析处理大规模语料集的问题,提出基于MapReduce计算框架,采用Gibbs抽样方法的并行化LDA主题模型的建立方法。利用分布式计算框架MapReduce研究了LDA主题模型的并行化实现,并且考察了该并行计算程序的计算性能。通过对Hadoop并行计算与单机计算进行实验对比,发现该方法在处理大规模语料时,能够较大地提升算法的运行速度,并且随着集群节点数的增加,在加速比方面也有较好的表现。基于Hadoop平台并行化地实现LDA算法具有可行性,解决了单机无法分析大规模语料集中潜藏主题信息的问题。
231-239

一种新的基于预约的拥塞避免机制

摘要:由于高速互连网络上的负载不均衡,一些网络结点成为了热点,可能导致部分结点或是链路拥塞,这会极大地降低互连网络的性能。现有的基于预约的拥塞避免技术SRP可以进行主动的拥塞避免,极大地缓解了由于热点问题所带来的负面效应。但是,在热点模式下,其它非热点结点的路由器资源绝大多数处于空闲状态,为了进一步充分利用互连网络的资源,提升互连网络性能,提出了一种基于SRP改进的中间结点缓存技术IRP。IRP可以根据不同的拓扑,例如胖树,有效地利用热点的邻居结点的路由器资源,先利用胖树拓扑的多路径将报文发送给空闲路由器,一旦目的结点路由器可利用,则将缓存报文发送给目的结点,降低互连网络的延迟。
240-248

一种基于软硬件协同的程序安全关键数据动态保护机制

摘要:针对内存和片外总线可能遭受的物理攻击,为保护内存数据安全,提出了一种基于软硬件协同的程序安全关键数据动态保护机制,提取用户定义的安全关键数据放置于安全区域,并且采用动态完整性验证的方式来判断其是否遭到篡改。与传统的程序内存数据保护机制相比,该机制具备能够预防基于硬件及软件的攻击、节约片上和片外存储空间、完整性运算量小、安全效能高等优点。
249-254

时空轨迹大数据分布式蜂群模式挖掘算法

摘要:针对时空轨迹大数据的蜂群模式挖掘需求,提出了一种高效的基于MapReduce的分布式蜂群模式挖掘算法。首先,提出了基于最大移动目标集的对象集闭合蜂群模式概念,并利用最小时间支集优化了串行挖掘算法;其次,提出了蜂群模式的并行化挖掘模型,利用蜂群模式时间域无关性,并行化了聚类与子时间域上的蜂群模式挖掘过程;第三,设计了一个基于MapReduce链式架构的分布式并行挖掘算法,通过四个阶段快速地实现了蜂群模式的并行挖掘;最后,在Hadoop平台上,使用真实交通轨迹大数据集对分布式算法的有效性和高效性进行了验证与分析。
255-261

一种基于云环境的文件存储策略的研究

摘要:云存储是云计算技术的重要组成部分,包括存储位置的选择和文件的传榆,文件传输环节包括上传和下载。传输作为存储的重要组成部分,对于存储效率有较大的的影响。近年来针对云存储技术的研究主要集中在数据存储和数据传输的效率上,针对大量流媒体文件上传至云存储服务器过程中传输效率低的问题,在私有云环境下提出了一种针对大量流媒体文件的传输机制THu,在该机制中提出了一种对于不同的云平台环境和传输客户端存在文件大小值fk的思路,将小于该值的文件无损打包成一定数量的大小为fk的文件进行传输,而将大于fk值的文件切割成一定数量大小为fk的文件进行传输,相比较打包或者切割成其他大小的文件进行传输时消耗的时间较少。本文在私有云环境下进行了大量的流媒体ftp传输实验,实验结果显示这样的fk值是存在的,当文件打包大小或等于该值时,打包、解包和传输消耗的总时间处于相对优化的水平,从而证明了THU机制的正确性和有效性。
262-268

哲学家就餐问题的算法实现

摘要:针对哲学家就餐问题这一操作系统中进程间通信的经典范例,设计了该范例的一个具有代表性的算法的技术实现方案。方案以Linux操作系统作为运行平台,通过进程而不是线程来体现哲学家的并发行为特征,以自动和随机相结合的灵活自然的人机交互模式模拟哲学家的状态,控制其状态切换;提出了两种形式的哲学家状态监控程序,它们能够生动、直观、准确地表达出哲学家状态的变化过程。字符形式的监控程序在字符终端和图形终端中均可使用,主要面向以超级终端登录到多用户Linux系统的用户;利用QT5开发的动画形式的监控程序适合在桌面Linux的图形终端中使用。
269-276
计算机工程与科学杂志计算机网络与信息安全

基于社会网络特性的双混沌互反馈加密算法研究

摘要:社会网络的数据获取已经成为社会网络分析的重要基石,虽然大多数社会媒体提供给开发者官方接口以供数据获取,但是在调用频次、权限、内容等方面都有严格的限制,难以获取全面的数据。因此,基于用户模拟登录的数据获取方法显得尤为重要,然而目前大多数社会媒体的登录过程存在较大的安全隐患,其登录密码均采用明文传输,严重威胁到用户的隐私安全。详细分析了Twitter登录过程中客户端与服务器间的交互过程,并且在流量层面解析POST请求时,发现Twitter的登录密码采用明文传输。为此,提出一种基于社会网络特性的双混沌互反馈加密算法。该算法利用登录用户的ID、创建时间、关注数作为加密函数的初始值与参数,并通过Logistic映射和Tent映射两个混沌系统交互式运算,得出密钥序列。由于输入参数的特殊性,使得密文具有不可预测性。实验表明,该算法取得了较好的加密和解密效果,同时加密与解密均处于毫秒级,可以做到用户的无感操作。此外,该算法拥有初始条件极度敏感、密钥空间大、加密强度高等特点。该算法能有效地防止攻击者使用相图、穷举、统计等方法进行密码破解,具有广阔的应用前景。
277-283

基于位置信息的流式移动应用推送系统的研究

摘要:目前与位置相关的移动应用越来越多,传统应用分发模式中,用户需要手动对应用进行搜索、下载、安装以及卸载,不利于提升用户使用应用服务的体验。设计并实现了基于位置信息的流式移动应用推送系统,该系统中服务器利用移动终端位置信息将相关应用解析、安装,并推送到移动终端显示,移动终端根据用户的选择从服务器流式加载应用。该系统使得用户在切换位置时,不用下载、安装即可使用和当前位置相关的应用服务。实验表明,和传统应用分发模式相比,在3G网络环境下可以减少64.37%的应用获取时延,在4G网络环境下可以减少74.49%的应用获取时延。
284-289

使用符号化驱动环境检测Linux设备驱动程序的漏洞

摘要:研究表明,驱动程序的漏洞是造成Linux系统安全问题的主要原因之一,可引发提权、拒绝服务等高危情况。针对无具体设备的情况下,无法对驱动程序进行运行时漏洞检测的问题,提出了对驱动程序进行符号化执行的思路,提出了一种基于符号执行技术实现的驱动程序模拟环境,可以用于分析和检测Linux设备驱动程序中存在的安全漏洞。该环境通过模拟内核提供给驱动程序的服务接口,使驱动程序可以在应用层进行符号执行进而可对其进行漏洞检测。同时,该环境无需真实硬件的支持,并且具备覆盖率高、执行速度快、易于扩展等特点。通过将该环境作用于6个不同的Linux设备驱动,检测出了6个真实的漏洞,其中三个漏洞已向驱动维护者提交补丁并被接受。实验结果表明,符号化驱动环境具备一定的漏洞检测能力,并且拥有资源消耗低、检测速度快和不依赖于硬件设备的特点。
290-296

基于灰色关联分析的Web服务选择

摘要:为方便用户选择最优Web服务,利用灰色系统理论对Web服务质量QoS属性因子进行分析,提出了一种基于用户QoS偏好的web服务灰色关联分析方法。考虑到web服务Qos的不确定性,该方法使用区间对Web服务QoS值进行建模。为了确定候选服务的Qos与用户QoS需求的符合程度,先针对服务的每个QoS属性,计算其与用户QoS需求的灰色区间关联系数;然后结合各个QoS属性的关联系数计算候选服务的Qos与用户QoS需求的综合灰色区间关联度,关联度越大的服务越符合用户的要求;最后从满足用户功能需求的Web服务中选择灰色关联度最大的Web服务推荐给用户。与其它Web服务评价模型相比较,该模型更加符合Web服务QoS的实际情况,能够在服务QoS信息不充分、不确定的环境下,对QoS属性进行合乎实际的分析处理,从而得到更加合理有效的QoS评价。
297-304
计算机工程与科学杂志数据库

一种适用连续不确定XML数据的索引

摘要:针对连续不确定XML数据概率阈值范围查询,提出一种新的CUXI索引树。该索引树的构建方法是借鉴u树对空间数据自顶向下递归构建索引树的思想,将连续不确定XML文档中具有相同父亲的叶子节点构建二维数据矩形,在聚类的基础上来构建相应的CUXI索引树,其中叶子节点存储连续不确定数据辅助信息。为了提高查询效率,对连续不确定数据制定了过滤策略,通过遍历索引树过滤掉不满足查询范围的子树。理论和实验结果表明,此索引技术可提高查询处理的性能。
305-311

基于遗传算法的时空数据压缩策略优化

摘要:针对时空数据因为有损压缩导致的还原精度不高的问题,提出了使用遗传算法对时空数据压缩策略进行优化。算法模拟生物进化过程,首先,在初始阶段,根据所处数据环境在格拉斯一普克算法基础上自适应地调整压缩参数,进行染色体编码,初始种群生成;然后在进化阶段,引入“精英保留策略”保证全局最优个体;最后完成交叉、变异等操作。采用四种不同的压缩策略进行实验,对比了各自压缩率和还原误差的详细情况。实验结果表明,遗传算法对于时空数据压缩的策略优化具有良好的效果,可以有效地降低还原误差。
312-316
计算机工程与科学杂志图形与图像

面向全景拼接的图像配准技术研究及应用

摘要:针对SIFT算法在生成特征向量和进行特征匹配过程中存在的计算量较大、容易产生误匹配等不足,提出一种优化的SIFT配准算法。优化算法首先引入拉普拉斯算子对图像边缘进行锐化处理,结合图像单元信息投影熵原理提取分块图像特征;再依据投影熵矢量欧氏距离最小揣度进行特征匹配;最后利用改进的随机抽样一致性算法删除误匹配。改进算法应用于全景图像拼接中。实验表明,与原始SIFT配准算法相比,优化算法能够有效提高算法效率,减少错误匹配,取得了较好的匹配效果。
317-324

H.264码率控制跳帧算法的优化

摘要:传统的H.264码率控制算法跳帧策略,将缓冲区占有率和图像复杂度作为判断跳帧的依据。然而,图像复杂度虽然可以反映序列的运动剧烈程度,但不能完全刻画相邻帧的时域相关性,从而影响视频编码质量。针对这一问题,首先用相对复杂度代替复杂度,从而更好地反映当前帧与前面帧的时域联系;然后提出比特因子的概念,从缓冲区、相对复杂度、比特因子三方面综合给出跳帧条件。实验结果表明,改进算法跳帧后视频的峰值信噪比PSNR有明显提高,而且视频的流畅性也得到了改善。
325-330