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摘要:根据2017年10月的中国高性能计算机性能TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域、部署机构等方面进行了讨论分析,同时对未来发展进行了展望。
摘要:传统的流水线设计是以转移指令为中心的,大量逻辑资源被用于提高处理器转移预测的能力,以保证向流水线发射和执行部件提供充足的指令流。在阵列众核处理器中提出了一种以访存为中心的核心流水线设计。通过提高访存装载指令在流水线中的执行优先级,以及访存装载指令的预测执行机制,可以有效减.少顺序流水线因访存延迟所带来的停顿,提高流水线性能和能效比。测试结果表明,以4KB容量的装载指令访存地址表为例,访存为中心的流水线设计可以带来8.6%的流水线性能提升和7%的流水线能效比提高。
摘要:使用TCAD模拟工具,分析了纳米工艺下N’-N结、P+-P结和PN结深度的变化对PMOS以及NMOS单粒子瞬态(SET)脉冲宽度的影响,并考虑了电压温度变化下结深对晶体管单粒子瞬态的影响程度。结果表明,N’-N结的变化对PMOS晶体管单粒子瞬态脉冲宽度的影响最为显著。同时,还分析出N’N、P’-P结在不同电压下的差异性较为明显,PN结在不同温度下的差异性较为显著。
摘要:随着分布式计算技术的发展,Hadoop成为大规模数据处理领域的典型代表,由于安全机制相对薄弱,缺少用户行为活动的监控,容易受到隐藏的安全威胁,如数据泄露等。结合主成分分析计算的特点,基于MapReduce对其做并行化处理,克服了传统主成分分析计算的缺点,提高了模型训练效率。提出了一种基于并行化主成分分析的异常行为检测方法,即比较当前用户的行为模式是否与历史行为模式相匹配作为判定用户行为异常与否的度量标准。实验表明该方法能够较好地发现用户的异常行为。
摘要:随着片上系统(SoC)技术的发展,芯片内各个模块交流频繁。异步系统因功耗低、速度提升潜力大和抗干扰能力强而备受青睐,但是异步电路设计复杂,数据的跨时钟域传输是亟需解决的问题。国际上目前最流行的方式是FIFO,但随着SoC复杂度的提升,一个系统上集成上百个模块,利用FIFO将会占用大量的资源,产生很大的功耗。通过分析异步传输的特点,提出一种使用指示信号来实现跨时钟域数据传输的方法,该方法与FIFO相比,在性能不减的情况下大大降低了功耗及其复杂度。利用Verilog对两个模块(CPU和FPGA)的跨时钟域数据传输进行设计仿真,通过Xilinx公司的Vivado硬件验证了其可行性。最后通过与FIFO方式的设计进行对比,说明该方法比FIFO具有更好的应用价值。
摘要:kNN算法是机器学习和数据挖掘程序中经常使用的经典算法。随着数据量的增大,kNN算法的执行时间急剧上升。为了有效利用现代计算机的GPU等计算单元减少kNN算法的计算时间,提出了一种基于OpenCL的并行kNN算法,该算法对距离计算和排序两个瓶颈点进行并行化,在距离计算阶段使用细粒度并行化策略和优化的线程模型,排序阶段使用优化内存模型的双调排序。以UCI数据集letter为测试集,分别使用E8400和GT$450运行kNN算法进行测试,采用GPU加速的并行kNN算法的计算速度比CPU版提高了40.79倍。
摘要:针对单输入单输出(SISO)线性时不变系统,提出了Grassmann流形上基于交叉Gram矩阵的双侧H∞最优模型降阶方法。首先,将误差系统的H∞范数通过交叉Gram矩阵表示,并且把它看成关于变换矩阵的代价函数。其次,引入Grassmann流形,将代价函数看作是定义在Grassmann流形上的非负实值函数。然后,在Grassmann流形上进行线性搜索,寻找使得代价函数尽可能小的一组变换矩阵。运用此方法对大规模SIS0线性时不变系统进行降阶,可以得到精度较高的降阶系统。最后,数值算例验证了该算法的近似效果。
摘要:所提出的软件定义网络SDN与传统IP网络互联的架构基于以下核心思想:把整体SDN当成一个传统IP网络的“路由器”,由IP网络和该“路由器”通过BGP协议进行域间网络层可达性信息NLRI的交互,从而使得全网的NLRI经过路由同步后达到一致。在此思想下分析设计了互联架构,对该互联架构进行了模块功能测试、多sDN场景下的仿真和性能测试。仿真结果表明所提出的互联架构可以完成SDN与传统IP网络的互联互通。设计的互联架构对原有网络设备的改动很少,所做的改动集中在可软件编程的控制器上,这有利于本架构在具体网络环境中的实施和部署。
摘要:无线传感器网络是当前信息领域的一个研究热点,由于无线传感器携带的能量有限,限制了无线传感器的使用寿命,通过减少由于邻近节点同时传输信号产生的干扰可以降低节点的能耗。拓扑控制技术可在保持网络连通的情况下,调整节点传输半径,以降低干扰。以接收者为中心的干扰模型中,求解无线传感器网络中基于拓扑控制技术的干扰最小化问题是NP难问题。现有的贪心算法求解思路是依据某个贪心准则依次确定每个节点的传输半径,求解速度快,但精度有待提高。探讨了增强目前最好贪心算法精度的策略,允许部分后悔操作,即每个贪心迭代步中当前网络的最大干扰增加时,通过两个后悔策略重新调整某些节点的传输半径,力图降低当前网络的最大干扰。模拟实验结果表明,针对随机产生的算例,所提出的后悔贪心算法在略有增加的时间内有效提高了现有贪心算法的精度。
摘要:网络和信息系统已经成为关键基础设施乃至整个经济社会的核心,一旦遭受攻击破坏、发生重大安全事件,将严重危害国家经济安全和公共利益。如何检测网络攻击行为,保障网络基础设施的安全,是保障核心技术装备安全可控,构建国家网络安全保障体系的核心环节。系统地介绍了针对入侵检测框架、特征自动生成、安全检测理论及方法、网络拓扑监控与网络路由控制等问题已取得的若干创新成果,梳理出网络安全检测算法和框架、无线网络安全检测、网络监控和安全增强等若干科学发现,最后总结了网络安全检测与控制技术发展趋势。
摘要:在无线传感器网络定位中,基于RSS测量的定位方法是最常用的方法之一。由于传统的最大似然估计(MLE)算法的目标函数具有非线性和非凸性,在应用于无线传感器网络定位时,会产生多个局部最优值。针对该问题提出一种基于半定规划(SDP)的凸优化定位方法。首先采用泰勒级数近似对目标函数进行线性化处理,然后通过引入冗余变量将原无约束优化问题转化为约束优化问题,最后应用半定松弛(SDR)技术将约束优化问题转化为半定规划(SDP)凸优化问题进行求解。通过仿真实验的比较,说明本文提出的优化算法在定位精度、鲁棒性方面优于已有算法。
摘要:无线Mesh网络是一种结合无线局域网和移动自组织网络的新型多跳网络,无线网络的开放性和资源受限性使得无线网络容易遭受重放、伪装等攻击。事件逻辑是一种描述并发与分布式系统中状态迁移和算法的形式化方法,可用于证明网络协议的安全性。以事件逻辑为基础提出一系列性质,其中包含多组合信息交互、不叠加、事件匹配、去重复、去未来,以降低协议分析过程中的冗余度以及复杂度,提高协议分析效率。对无线Mesh网络客户端双向认证协议进行分析,证明该协议能够抵抗中间人发起的重放攻击,无线Mesh客户端双向认证协议是安全的。此理论适用于类似复杂无线网络协议形式化分析。
摘要:剽窃是目前学术界和教育界面临的普遍问题,成熟的商业化剽窃检测系统运行时间和经济代价高,不适合实时性、轻量级的学生作业等日常检测。对基于文本指纹的Winnowing剽窃检测算法进行扩展,在提取指纹的同时记录文本定位及其长度信息,给出了指纹提取、文本定位、剽窃指纹索引合并等算法,实现了剽窃文本的检测、定位、标记。实验结果及算法在应用系统中实际运行状况表明,算法的扩展对其性能影响不大,普通硬件配置条件下即可满足中小规模应用需求。扩展算法在原算法轻量级、高效率、可靠性和灵活度高等特点基础上,进一步拓展了Winnowing的功能,增强了原算法的适应性和应用价值。
摘要:随着信息网络的快速发展,云服务走进人们视野,云环境下信息安全问题成为人们关注的焦点。Nayak协议是一种云环境下基于口令身份认证,实现双向认证和会话密钥交换的协议。针对Nayak协议存在的中间人攻击,提出改进协议Nayak—T。Nayak-T协议在消息项内增加时间戳并更改加密手段,通过双重加密的手段来保证双方通信安全。利用四通道并行建模法对Nayak—T协议建模,运用SPIN对该协议进行验证,验证结果得出Nayak-T协议安全的结论。模型优化策略分析表明,采用静态分析、类型检查、语法重定序模型优化策略的模型检测效率最佳,可运用于类似复杂协议的形式化分析与验证。
摘要:大数据时代下迅速兴起的深度学习已在计算机视觉等多个领域取得了重大进展。近年来,随着软件制品的积累,这一方法也开始在软件工程领域发挥重要作用。概述了利用深度学习处理不同软件分析任务的研究进展,总结了主要研究方向和应用特点。目前已有一批重要成果发表,相关研究热度呈现上升趋势。最后探讨了现有深度学习技术在应用时的一些局限性与问题。
摘要:航电系统作为安全关键系统,利用故障树对其进行安全性分析十分必要。然而,传统的故障树依靠手工构建,主要依赖于分析人员对系统的理解程度;同时由于安全性分析人员与系统设计人员对系统的理解不同而很难保证失效模式与系统架构的一致性。针对上述问题,提出了一种基于航电系统架构模型的故障树自动建模方法:通过向系统设计模型中添加相应的安全性属性,并嵌入高级形式化语言Alta Rica中的断言机制描述故障转移过程,由此形成安全性分析模型;基于此模型利用路径追溯的方法完成故障树自动建模。以某飞机驾驶舱显示系统为案例的研究结果表明,所提出的方法能基于航电系统架构模型有效进行故障树自动建模,从而确保了故障树分析结果的完整性。
摘要:基于扩展有限状态机(EFSM)的回归测试过程需要根据依赖关系变化对软件所做修改的影响域进行分析。为了针对软件某一功能进行修复,通常需要对多处代码进行同步修改,已有依赖分析方法在这种情况下暴露模型中触发条件和行为语句错误的效率不高。提出以ALL—Uses覆盖准则引导回归测试的方法,引入依赖关系变化因素的概念,修改待覆盖子路径的产生规则,对已有测试用例集中能有效覆盖子路径的用例进行选择、排序。针对已有测试用例无法覆盖的子路径,利用AOE活动图中求关键路径的方法将其补充为一条完整的迁移执行序列。选取三个软件进行实验,结果表明,本文方法可以在减小测试用例集规模的前提下有效提升ALL—Uses和植入错误的覆盖率,提高回归测试效率。
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。本刊常年设有高性能计算专栏。